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科學家開發出新型鋰離子電池
作者:SAREN三仁 發布時間:2019-11-26

目前,電動汽車銷量不斷攀升。但即使在增強型的“超級充電站”,仍然需要50分鐘才能給汽車電池充滿電。一項新的進展可能改變這種情況。

科學家已經開發出一種鋰離子電池,可以在較高的溫度下充電,以提高反應速度,同時在放電時保持電池的冷卻。這種電池充電10分鐘能為一輛電動汽車增加200英里續航里程。該電池或有助于減少人們的電動汽車“續航焦慮”。美國賓夕法尼亞州立大學研究人員近日在《焦耳》上發表了這項研究成果。

科學家已經認識到,為了滿足人們的出行需要,有必要設計出充電速度極快的電動汽車電池。然而,如此快速的充電速度需要電池快速吸收400千瓦的能量,目前尚無法做到這一點,因為這可能會導致鋰電鍍(在陽極周圍形成金屬鋰),嚴重降低電池壽命。

為了縮短加熱時間并在統一的溫度下加熱整個電池,研究人員設計了一種自熱鎳結構的鋰離子電池,其預熱時間不到30秒。為了測試模型,他們使用不同的冷卻策略保持恒定的充電溫度,在404960攝氏度的溫度下給3個石墨囊電池充電(這些電池是為混合動力汽車設計的),同時在20攝氏度的溫度下進行控制對照。為了確認有無電鍍鋰,研究人員在電池完全放電后進行了分析。

結果顯示,預先加熱到60攝氏度的電池可以維持極快充電1700次,而且平均充電溫度在4960攝氏度之間,研究沒有觀察到任何鋰鍍層。研究人員還發現,充電溫度的升高大大縮短了維持電池初始溫度所需的冷卻時間。

研究人員指出,這項技術完全可投入生產,因為所有的電池都基于工業上可用的電極。盡管鎳箔將每塊電池的成本提高了0.47%,但由于這種設計消除了當前型號使用外部加熱器的需求,實際上降低了電池的生產成本。

接下來,研究人員希望將充電時間縮短一半,在5分鐘內為電動車提供足夠電力。(來源:中國科學報 唐一塵)

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