鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:838次 | 2020年04月17日
新型EV動(dòng)力鋰電池原型可在高溫下實(shí)現(xiàn)10分鐘快充
盡管特斯拉憑借過(guò)人的技術(shù)和超充網(wǎng)點(diǎn)建設(shè),讓電動(dòng)汽車用戶享受到了便捷的綠色出行,但EV行業(yè)的最大短板,依然體現(xiàn)在動(dòng)力電池上。好消息是,賓夕法尼亞州立大學(xué)的化學(xué)工程師們,剛剛介紹了他們的新型EV動(dòng)力電池原型。通過(guò)將其短暫加熱至140℉(60℃)、然后迅速冷卻至環(huán)境溫度,其能夠在10分鐘內(nèi)完成快充。
(圖自:Chao-YangWang/PennState)
據(jù)悉,當(dāng)前鋰離子電池在為智能手機(jī)、筆記本電腦、汽車和卡車等領(lǐng)域得到了普遍的應(yīng)用。但隨著時(shí)間的發(fā)展,電池將會(huì)遇到一系列的問(wèn)題,尤其是可能導(dǎo)致電芯斷路的晶枝的形成。
另一方面,電池充電時(shí)的環(huán)境溫度也很重要。如果太冷,鋰離子將在電池樣機(jī)上呈尖峰狀(又稱LithiumPlating/鋰鍍),導(dǎo)致電池出現(xiàn)退化和增加使用的風(fēng)險(xiǎn)。
盡管在較高溫度下的充電更加有效,但同樣需擔(dān)心電池退化的問(wèn)題。賓夕法尼亞州立大學(xué)化學(xué)與材料工程科學(xué)教授Chao-YangWang表示:
在60℃的極端溫度下操作,是被電池行業(yè)所嚴(yán)厲禁止的。這不僅對(duì)材料造成了風(fēng)險(xiǎn),還會(huì)大幅縮減電池的壽命。好消息是,他們找到了高溫快充的新方法。
這種經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)的新型EV動(dòng)力電池原型,僅需加熱10分鐘,即可達(dá)到60℃(140℉),然后迅速冷卻至環(huán)境溫度。
研究配圖(來(lái)自:Joule)
其通過(guò)一種薄鎳實(shí)現(xiàn),該鎳箔的一端連接到負(fù)極端子、另一端則延伸到電池之外,從而形成了第三端。電子可流經(jīng)鎳箔,在短短30秒內(nèi)加熱電池。
為了后續(xù)的冷卻,研究團(tuán)隊(duì)也想了很多方法。包括借助風(fēng)扇,使之在49~60℃(120~140℉)溫度范圍內(nèi)充電并快速冷卻,從而避免鋰鍍。
結(jié)果是,其能夠在1700個(gè)循環(huán)中進(jìn)行快速充放電。作為對(duì)比,普通EV電池只能在加熱至20℃(68℉)時(shí),持續(xù)60次循環(huán)。
Wang表示說(shuō):他們證明了可在10分鐘內(nèi),為續(xù)航200~300英里(320~480公里)的電動(dòng)汽車完成充電,并維持2500個(gè)充電周期,相當(dāng)于50萬(wàn)英里(80萬(wàn)公里)的行程。
不過(guò)在投入實(shí)際使用前,仍有許多工作要做,比如確定這種電池是完全可擴(kuò)展的、甚至進(jìn)一步縮短高溫快充所需的時(shí)間。有關(guān)這項(xiàng)研究的詳情,已發(fā)表在近日出版的《焦耳》(Joule)期刊上。