你的电动汽车将能「充电 10 分钟,续航 480 公里」

汽车

10-31 19:26

充电 10 分钟,行驶 480 公里?

听起来有点不切实际。毕竟现在特斯拉 Model S 充满电要 40 分钟左右,唯一可以充电 15 分钟达到 400 公里的商用汽车似乎也只有保时捷 Taycan 。

但宾夕法尼亚州立大学的工程师公布了一种新型锂离子电池设计:通过热刺激快充技术,让电池充放电的性能极大增强。

▲ 图片来自:《Joule》

这种新的电池设计,还得从当前锂电池充电的缺陷讲起。这个缺陷就是——快速充电和电池寿命不可兼得

市面上安装锂离子电池的电动汽车,一般都在相同温度下充电和放电,但要实现较低温度下快速充电有很大风险,这会让电池内部很容易形成析锂。

它就像一种「电池斑块」,日益堆积就会严重降低锂离子电池的容量,从而影响性能和寿命,还可能产生安全问题。

所以,宾夕法尼亚州立大学的研究人员尝试用「高温快速充电」来避免这个缺陷。

为了加热电池,并达到适当的温度,研究人员直接选用市面可售的锂离子电池,然后将 50 微米厚的镍箔插入电极层中,充电期间,装有薄镍箔的电池的温度会迅速提高到 60 摄氏度,外壳能在 30 秒内预热,并均匀地加热到电池内部,然后使用时电池将迅速冷却至环境温度。

这样不仅不会产生大量的金属锂,还将充电速度提升了几倍。

▲ 图片来自:《Joule》

但值得注意的是,这个过程中必须要快速加热,因为电池在高温下停留太久时间也会严重退化。

测试后,研究人员表明,他们的热充电电池可以在 10 分钟内为电动汽车充满电,行驶里程达到 300 到 480 公里,并维持 2500 个充电周期,这相当于 14 年或大约 750000 公里的使用寿命。

核心成员宾夕法尼亚州立大学教授王朝阳博士说道:

它推翻了一个古老的想法——即不应在高温下对锂电池充电,因为会降低电池质量。相反,研究结果表明,短暂的高温充电所带来的好处远大于负面影响。

长期以来,电动汽车的电池焦虑一直是影响人们使用它的主要原因之一。

为了让人们在长途旅行中减少充电的烦恼,提供快速便捷的充电方式,政府和各大汽车公司都在尝试找到更好的方法。王朝阳博士表示

10 分钟充电是未来的趋势,这对于电动汽车至关重要,因为它解决了人们对于电动汽车的焦虑症。

▲ 图片来自:unsplash

值得期待的是,该团队正在进一步研究五分钟内为电动汽车电池充电的设计。但研究人员表示,除了用到上述他们发明的自热结构之外,还需要在电池中加入高度稳定的电解质和活性材料。

而在该设计未来的商业化上,研究人员说道,因为实验使用的都是市面在售的组件,所以这种技术简单而易于扩展;因为加热的镍结构能够抵消对外部加热器的需求,所以电池的生产成本也会降低,在电池冷却上,还可以直接使用汽车自己的冷却系统;热刺激快充技术基本上也不需要工业化前的改进了,可以直接使用

▲ 图片来自:unsplash

不过美国化学学会成员 Rick Sachleben 认为,扩大设计规模并将其推向市场可能需要十年时间。

因为制造商必须确保迅速升高的温度是安全且稳定的,并且在传递大量能量的情况下不会导致爆炸。这些都需要极其慎重地考虑,并不断进行测试。

毕竟对于汽车来说,技术进步固然重要,人身安全才是第一。

题图来自:unsplash

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