鋰電池“抗凍”又出新招，我國“有機正極材料”突破瓶頸！

說起新能源車離不開的鋰電池，“抗凍”能力一直是一個痛點。三元鋰比磷酸鐵鋰好一點，但也僅僅是好一點而已，東北車主照樣不敢買。而為了解決“抗凍”問題，能量密度較低的鈉離子電池，甚至都成了香餑餑。

那能不能開發出抗凍的鋰電池呢？答案當然是能。2月10日中科院大連化學物理研究所就傳出消息，該所陳忠偉院士團隊在黑龍江漠河完成超低溫鋰電池實地測試，零下34攝氏度極寒環境中，無需任何外部保溫措施，靜置超過8小時后仍能保持超過85%的有效容量，并能成功驅動工業級無人機完成長續航飛行與多項任務模擬。

但包括該成果在內，鋰電池抗凍的努力方向基本都是改進電解液。正是電解液在低溫下變粘稠，才影響了鋰電池的抗凍能力。那除電解液外，還有沒有別的思路呢？2月19日，天津大學許運華教授團隊聯合華南理工大學黃飛教授團隊等單位，在國際學術期刊《自然》上發表論文，宣布了一種新型有機正極材料，突破了傳統有機鋰電池“電量低”“難以實用化”等瓶頸，可在-70℃到80℃的溫度下正常工作。-70℃的工作溫度，抗凍能力可以說非常突出。

該電池改變的重點是正極材料，之前常說的磷酸鐵鋰、三元鋰，都屬于無機正極材料，而天津大學這次攻克的是有機正極材料。該材料是在新型n型導電聚合物材料聚（苯并二呋喃二酮）（PBFDO）基礎上，研制出的兼具優異電子導電性、鋰離子快速傳輸能力和高儲能容量的有機正極材料。依托該正極材料，目前已制備出能量密度超250Wh/kg的有機軟包電池，這已經超越目前廣泛使用的磷酸鐵鋰水平。

除了-70℃的耐低溫能力和250Wh/kg的能量密度，該電池還兼具良好的柔韌性與安全性，其電極在彎折、拉伸甚至外力擠壓后仍保持完好，且電池容量不減。在三元鋰和磷酸鐵鋰之后，固態鋰電池成為最被看好的路線；但固態電池主打的是高能量密度和安全，在耐低溫和柔性上并不突出。而天津大學這次研發的有機電池，跟三元鋰、磷酸鐵鋰、固態鋰電池相比，最大的亮點就是抗凍和柔性，同時它也兼顧了能量密度和安全。

不過遺憾的是，根據媒體報道，天津大學這款有機電池在應用場景上突出柔性電子和可穿戴設備，并沒有突出新能源車，估計還做不出車規級。但如果能用在手機上，提升手機的低溫性能，也算是善莫大焉了。先讓東北老鐵的手機抗凍一點，即便新能源車在雪地里趴窩，也不至于手機沒電打不了救援電話，這也算是個進步！

最后再多說兩句技術上的問題，這次用作有機正極的材料苯并二呋喃二酮（PBFDO），是華南理工大學黃飛教授團隊于2022年發布的；這次的有機正極材料，也是天津大學許運華教授團隊聯合華南理工大學黃飛教授團隊等單位，在苯并二呋喃二酮（PBFDO）基礎上研制的。而苯并二呋喃二酮（PBFDO）的用途，顯然不止鋰電池正極這一種，它本質上是一種N型半導體，在晶體管、光伏上都有應用。所以這又是一個，基礎創新推動上層創新的故事，而未來潛在的發明，還多著呢！

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