开发能够在超低温条件下工作（< -30 ℃）的电池对于人类探究外太空和深海世界至关重要。然而，现有的锂离子电池 (LIB) 局限于室温工作环境。一旦温度低于零度，传统液体基电解液的离子电导率急剧降低，甚至凝固。此外，电极/电解液界面的电荷转移阻抗显著增加等导致电池的低温容量显著衰退。不同于传统的液态/固态电解液，液化气体电解液体系利用液化气体为溶剂，其具有超低温环境需求的各项物理化学性能，如极低的凝固点（< -140 ℃）等，进而呈现出优异的低温工作能力。不幸的是，为了使气体液化来溶解锂盐，需要超高的压力（~500 psi, 室温）。高的压力带来一系列安全隐患。
图1. 利用纳米孔限域效应降低液化气平衡压力的机理示意图及MPM基液化气体电池体系的构造示意图
Sub-nanometer confinement enables facile condensation of gas electrolyte for low-temperature batteries
Guorui Cai, Yijie Yin, Dawei Xia, Amanda A. Chen, John Holoubek, Jonathan Scharf, Yangyuchen Yang, Ki Hwan Koh, Mingqian Li, Daniel M. Davies, Matthew Mayer, Tae Hee Han, Ying Shirley Meng, Tod A. Pascal & Zheng Chen
Nat. Commun., 2021, 12 , 3395, DOI: 10.1038/s41467-021-23603-0
导师介绍
Shirley Meng
https://www.x-mol.com/university/faculty/50125
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