@ 2019.11.13 , 14:00

这项新技术可以在10分钟内为电动汽车充满电

“行驶里程焦虑”被认为是电动汽车还没有真正普及的关键原因之一。简而言之,“行驶里程焦虑”就是担心电动汽车没有足够的电量供你行驶,而现在的充电速度(最高可达一小时或者更长时间)并不能真正解决这个问题。

宾夕法尼亚大学的科学家们开发了一种新的电池技术,它克服了现有的瓶颈,提供了一种只需几分钟就可以充满电量的电动汽车电池。化学工程师王朝阳表示:“我们可以在10分钟内为一辆续航里程为300到480公里的电动汽车充满电,这种电池可以使用2500个充电周期,也就相当于80万公里的里程。”。

电动汽车所使用的电池很像你的智能手机或笔记本电脑中的电池,也就是锂离子电池,它们的充放电循环次数有限,在循环到一定次数后就会失去使用价值。而加速这种衰减的因素之一是热,这就是为什么设备商总是告诉你不要让个人电子设备中的电池过热,因为这会缩短它们的整体寿命。

美国能源部希望电动汽车电池能够达到一种名为“极速充电”的标准,也就是电动汽车的电池能在不到10分钟的时间里充满电,且续航里程达到300公里。据宾夕法尼亚大学的团队介绍,他们新的电池设计能够满足这一雄心勃勃的技术目标。

研究人员在他们的新论文中解释说道:“锂镀层是实现极速充电的一个关键障碍,它通常在高充电率下出现,会严重损害电池的寿命和安全性。”。锂镀层发生在充电过程中,锂沉积物在电池的阳极周围形成。研究小组的研究表明,尽管高温对锂电池不利,但是短时间内升高温度似乎会导致锂镀层量减少。

王朝阳说道:“过去,人们普遍认为锂电池应该避免在高温下工作,因为担心加速副反应。而我们的这项研究表明,在有限的暴露时间下,在高温下减少锂镀层的好处远远大于加剧副反应的负面影响。”

具体来说,研究人员发现,电池在充电的10分钟内暂时加热到60摄氏度,可以达到理论上的“极速充电”标准,同时可以进行大约1700次的充电循环。虽然加热锂离子电池可能看起来不合常规,但这确实有效。

王朝阳表示:“在电池领域,将锂电池的充电温度提高到60摄氏度是被禁止的。这一温度太高了,被认为很危险并会大大缩短电池寿命。”然而,在其对照试验中,加热技术消除了锂镀层。只要加热的时间足够短,就可以避免在电池中形成其它有害的物质。目前,研究团队的工作还没有完全实现,需要进行进一步的研究。

本文译自 sciencealert,由译者 Lough 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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