-100℃电池”指的是可在极端低温（约-100℃）环境下仍能工作或保持部分性能的特种电池，这类电池通常用于深空探测、极地科学考察、高空气球、外太空卫星、深冷军事装备等极端环境。

一、-100℃电池的分类

1. 特种锂一次电池（不可充电）

这是目前能在 -100℃ 下可靠工作的主力类型。
代表体系：

• Li–SOCl₂（锂-亚硫酰氯）电池

• 工作温度范围：-80℃ ～ +150℃

• 优化型（NASA / Saft / Tadiran 定制版）可到 -100℃

• 能量密度：400～700 Wh/kg

• 典型型号：Tadiran TL-5930、Saft LS33600等

• 优势：极高能量密度，低自放电率（<1%/年）

• 缺点：不可充电、放电电流受温度限制

• Li–SO₂（锂-二氧化硫）电池

• 温度范围：-80℃ ～ +60℃

• 军用型号常用于极寒通信设备

• 优点：低温放电性能优于SOCl₂体系

• 缺点：能量密度略低、安全性需防气体泄漏

2. 特种锂二次电池（可充电）

低温充放电非常困难，目前通过材料改性与电解液优化能实现 -60℃～-80℃运行，-100℃仍属实验室级技术。

代表体系：

• 改性锂金属电池（固态或半固态）

• 电解质：氟化溶剂或固态离子导体

• 实验室成果（NASA、MIT、清华、国防科大等）已能在 -100℃ 实现有限放电

• 理论能量密度：>400 Wh/kg

• 缺点：商业化极少，循环寿命有限

• 低温磷酸铁锂体系（LFP -100℃）

• 常规LFP只能到 -40℃左右

• 通过添加超低温电解液（如丁酸乙酯+低温添加剂）、石墨改性负极可降至 -60℃～-70℃

• -100℃下需加热系统辅助（内部加热膜或自发热BMS）

二、关键技术手段

三、典型应用领域

四、国产研发进展（2024～2025）

• 中国科学院物理所 / 清华大学：研制出-100℃仍能放电30%以上容量的高氟电解质固态锂电池。

• 国防科技大学 / 航天五院：在探空与低温电源项目中应用Li–SOCl₂体系，并开发智能加热+绝热电池包方案，可在-100℃外部温度维持电芯温度>-40℃。

• **部分军工企业（如航天时代电源、比亚迪特种电源事业部）**正在开发适用于极寒无人装备的“自加热锂电系统”。

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