8月13日，韓國能源研究院（KIER）宣布，其研究團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出可在-20℃極寒條件下工作的二次電池陽極材料（二次電池又稱為充電電池或蓄電池）。這種名為“SKIER-5”的創(chuàng)新材料是通過將基于噻三嗪化合物的有機(jī)配體與鎳金屬離子結(jié)合而產(chǎn)生的。

由劉正俊博士、金賢旭博士和林康勛博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組通過浦項(xiàng)加速器實(shí)驗(yàn)室的X射線結(jié)構(gòu)分析證實(shí)，離子的氧化還原反應(yīng)顯著提高了負(fù)極材料的容量。該研究成果于7月12日作為《材料化學(xué)雜志A》的封面論文發(fā)表。

石墨是鋰二次電池最常用的負(fù)極材料，但在零下溫度下，其性能面臨巨大挑戰(zhàn)。其能量密度會(huì)急劇下降，并且在充電過程中會(huì)形成枝晶，帶來安全風(fēng)險(xiǎn)。相比之下，新開發(fā)的SKIER-5材料即使在-20°C下也表現(xiàn)出比石墨高5倍的放電容量。此外，在室溫下，使用SKIER-5的放電容量高于石墨，經(jīng)過1,600次充放電循環(huán)后，放電容量增加了約1.5倍。

與石墨相比，SKIER-5的活化能更低，因此在低溫環(huán)境下也能保持穩(wěn)定性能。KIER 表示：“即使在極寒條件下，它也能穩(wěn)定進(jìn)行充放電，因此可應(yīng)用于電動(dòng)汽車、大型儲(chǔ)能系統(tǒng) (ESS) 和無人機(jī)等溫度變化劇烈的環(huán)境中?！?/p>

SKIER-5的開發(fā)解決了鋰離子電池領(lǐng)域的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)，鋰離子電池廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能系統(tǒng)等設(shè)備，在極寒條件下可靠運(yùn)行的能力為這些電池在各個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用開辟了新的可能性，特別是在氣候惡劣的地區(qū)。

值得注意的是，研究團(tuán)隊(duì)在開發(fā)SKIER-5時(shí)使用了金屬有機(jī)骨架 (MOF)，MOF是由金屬離子與有機(jī)配體配位而成的化合物，可形成一維、二維或三維結(jié)構(gòu)。它們以高表面積和可調(diào)特性而聞名，非常適合包括儲(chǔ)能在內(nèi)的各種應(yīng)用。