科學(xué)家開發(fā)出新型鋰離子電池
2019年11月08日 8:48
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來源：
中國科學(xué)報
分類： 鋰
作者： 唐一塵
目前，電動汽車銷量不斷攀升。但即使在增強(qiáng)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(jìn)展可能改變這種情況。
科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出一種鋰離子電池，可以在較高的溫度下充電，以提高反應(yīng)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(xù)航里程。該電池或有助于減少人們的電動汽車“續(xù)航焦慮”。美國賓夕法尼亞州立大學(xué)研究人員近日在《焦耳》上發(fā)表了這項研究成果。
科學(xué)家已經(jīng)認(rèn)識到，為了滿足人們的出行需要，有必要設(shè)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(dǎo)致鋰電鍍（在陽極周圍形成金屬鋰），嚴(yán)重降低電池壽命。
為了縮短加熱時間并在統(tǒng)一的溫度下加熱整個電池，研究人員設(shè)計了一種自熱鎳結(jié)構(gòu)的鋰離子電池，其預(yù)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40、49和60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(shè)計的），同時在20攝氏度的溫度下進(jìn)行控制對照。為了確認(rèn)有無電鍍鋰，研究人員在電池完全放電后進(jìn)行了分析。
結(jié)果顯示，預(yù)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49到60攝氏度之間，研究沒有觀察到任何鋰鍍層。研究人員還發(fā)現(xiàn)，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(shù)完全可投入生產(chǎn)，因為所有的電池都基于工業(yè)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(shè)計消除了當(dāng)前型號使用外部加熱器的需求，實際上降低了電池的生產(chǎn)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(nèi)為電動車提供足夠電力。
責(zé)任編輯：周大偉
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