科學(xué)家開(kāi)發(fā)出新型鋰離子電池
2019年11月08日 8:48
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來(lái)源：
中國(guó)科學(xué)報(bào)
分類(lèi)： 鋰
作者： 唐一塵
目前，電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量不斷攀升。但即使在增強(qiáng)型的“超級(jí)充電站”，仍然需要50分鐘才能給汽車(chē)電池充滿(mǎn)電。一項(xiàng)新的進(jìn)展可能改變這種情況。
科學(xué)家已經(jīng)開(kāi)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(shí)在放電時(shí)保持電池的冷卻。這種電池充電10分鐘能為一輛電動(dòng)汽車(chē)增加200英里續(xù)航里程。該電池或有助于減少人們的電動(dòng)汽車(chē)“續(xù)航焦慮”。美國(guó)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(xiàng)研究成果。
科學(xué)家已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，為了滿(mǎn)足人們的出行需要，有必要設(shè)計(jì)出充電速度極快的電動(dòng)汽車(chē)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(wú)法做到這一點(diǎn)，因?yàn)檫@可能會(huì)導(dǎo)致鋰電鍍（在陽(yáng)極周?chē)纬山饘黉嚕?，?yán)重降低電池壽命。
為了縮短加熱時(shí)間并在統(tǒng)一的溫度下加熱整個(gè)電池，研究人員設(shè)計(jì)了一種自熱鎳結(jié)構(gòu)的鋰離子電池，其預(yù)熱時(shí)間不到30秒。為了測(cè)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(gè)石墨囊電池充電（這些電池是為混合動(dòng)力汽車(chē)設(shè)計(jì)的），同時(shí)在20攝氏度的溫度下進(jìn)行控制對(duì)照。為了確認(rèn)有無(wú)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(méi)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(shí)間。
研究人員指出，這項(xiàng)技術(shù)完全可投入生產(chǎn)，因?yàn)樗械碾姵囟蓟诠I(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(jì)消除了當(dāng)前型號(hào)使用外部加熱器的需求，實(shí)際上降低了電池的生產(chǎn)成本。
接下來(lái)，研究人員希望將充電時(shí)間縮短一半，在5分鐘內(nèi)為電動(dòng)車(chē)提供足夠電力。
責(zé)任編輯：周大偉
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