能在极端温度下工作的能量密集电池被开发出来

研究人员说，他们的电池的关键是一种新开发的电解质，它比传统材料在很宽的温度范围内更通用、更坚固。它也兼容高能阳极和阴极。

这种电池可以让电动汽车在寒冷的气候下单次充电行驶更远，还可以减少对冷却系统的需求，以防止汽车电池组在炎热的气候下过热。

该研究的高级作者郑晨(音)表示:“你需要在环境温度可达三位数(即100华氏度以上)、道路温度甚至更高的地区进行高温作业。

“在电动汽车中，电池组通常在地板下，靠近这些炎热的道路。此外，电池在工作过程中只要有电流通过就会发热。如果电池不能忍受这种高温预热，它们的性能将迅速下降。”

在测试中，概念验证型电池在-40°C和50°C条件下分别保留了87.5%和115.9%的能量容量。在这些温度下，它们的库仑效率分别高达98.2%和98.7%，这意味着电池在停止工作之前可以进行更多的充放电循环。

由于电解液的存在，这种电池既耐寒又耐热。它是由二丁基醚的液体溶液与锂盐混合而成。二丁基醚的一个特点是它的分子与锂离子结合较弱。换句话说，在电池运行过程中，电解质分子可以很容易地释放锂离子。

这种弱分子相互作用提高了电池在零下温度下的性能。二丁基醚也可以很容易地在更高的温度下工作，因为它在141°C时保持液态。

这种电解液也与锂硫电池兼容。锂硫电池是一种可充电电池，其阳极由锂金属制成，阴极由硫金属制成。锂硫电池有望成为下一代电池技术的重要组成部分，因为它们有望实现更高的能量密度和更低的成本。

它们每千克能比现在的锂离子电池多储存两倍的能量。锂离子电池可以在不增加电池组重量的情况下使电动汽车的行驶里程增加一倍。与传统锂离子电池阴极中使用的钴相比，硫的含量更丰富，来源问题也更小。

不幸的是，锂硫电池的阴极和阳极非常活跃，在电池运行过程中可能会溶解。这个问题在高温下更加严重。锂金属阳极容易形成针状结构，称为树突，这种结构会刺穿电池的部分，导致电池短路。因此，锂硫电池只能持续数十次循环。

“如果你想要一个能量密度高的电池，你通常需要使用非常苛刻、复杂的化学物质，”陈说。“高能意味着更多的反应正在发生，这意味着更不稳定，更多的降解。制造稳定的高能电池本身就是一项艰巨的任务;尝试在较宽的温度范围内做到这一点更具挑战性。”

二丁基醚电解质防止这些问题，即使在高温和低温。他们测试的电池的循环寿命比典型的锂硫电池长得多。

Chen说:“我们的电解质有助于改善阴极和阳极，同时提供高导电性和界面稳定性。”

该团队还通过将硫阴极嫁接到一种聚合物上，防止更多的硫溶解到电解质中，从而使其更加稳定。

接下来的步骤包括扩大电池的化学成分，优化它以在更高的温度下工作，并进一步延长循环寿命。