功率+能量密度惊人！南开大学研发出可在−90°C低温下运行的水系质子电池

冻结电解质和缓慢的离子迁移动力学，限制了可充电电池的低温性能。

在他们的最新研究中，来自于南开大学的陶占良教授课题组研制了一种能在超低温条件下兼具高功率密度、高能量密度的水系质子电池（aqueous proton battery）。

实验中采用2m HBF4 + 2m Mn(BF4)2的电解质，超低冰点在−160℃以下，离子电导率在−70℃时达到0.21 mS cm−1。

光谱学和核磁共振分析表明，引入BF4 -阴离子可以有效地打破原始水分子的氢键网络，从而产生超低的冰点效率。通过异丙氮(ALO)阳极对H+的吸收/去除反应和碳毯阴极对MnO2/Mn2+的转化，可以在−90℃下正常工作，并获得85 mA H g−1的比放电容量。

由于质子的快速扩散和ALO电解质的赝电容特性，该电池在−60℃下比功率密度为1650 W kg−1，比能量密度为110 Wh kg−1。

这项工作为开发低温电池提供了一条新的途径。近日，相关研究成果以“High Power and Energy Density Aqueous Proton Battery Operated at −90 °C”为题，发表在最新一期的《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）上。

译/前瞻经济学人APP资讯组

参考来源：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202010127