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新型锂电池快充技术将比以往快五倍

作者: GLIDA发表时间:2021-12-20 10:05:00浏览量:200

也许拥有一辆纯电动汽车最令人沮丧的是电池充满电需要多长时间。以特斯拉为例。用最强大的充电站充电到80%容量大约需要40分钟。长期以来,科学家们一直认为物理定律限制了电池安全充电的速度,但犹他大学化学工程助理教授陶高,的一项新研究为制造一种可以在短时间内充电的电池打开了大门。


  也许拥有一辆纯电动汽车最令人沮丧的是电池充满电需要多长时间。以特斯拉为例。用最强大的充电站充电到80%容量大约需要40分钟。长期以来,科学家们一直认为物理定律限制了电池安全充电的速度,但犹他大学化学工程助理教授陶高,的一项新研究为制造一种可以在短时间内充电的电池打开了大门。



  犹他大学化学工程系助理教授陶高,对锂离子电池的性质有了更多的了解。锂离子电池可能会使电池比以前充电得更快。



  发表在《科学杂志》《焦耳》上的一篇新论文详细描述了高教授的研究。麻省理工学院博士后研究员高晓松,在麻省理工学院化学工程教授马丁巴赞特,的指导下进行了这项研究。高现在在犹他大学做这项研究,他在那里进一步开发能够快速充电的先进锂离子电池。



  这一认识为解决这一挑战所需的未来工程工作奠定了基础。高说,现在我们知道去哪里了。我们对需要做什么有一个清晰的愿景。锂离子电池因其高能量密度大、重量轻、寿命长而成为便携式电子产品和全电动汽车的热门选择。它们也用于笔记本电脑、便携式电器和太阳能存储。



  但是锂离子电池的充电速度会受到一种叫做“镀锂”的现象的阻碍,这是一种副作用,当锂离子注入石墨颗粒过快时就会出现这种情况。高将锂离子电池的运行比作乒乓球在桌子上来回拍打。在充电过程中,锂离子从阳极移动到负极。充电速率类似于球的充电速率。高解释说,当锂离子移动太快,电池中的石墨颗粒无法捕捉到它时,就会发生锂电镀。在充电过程中,这可能是危险的,可能会导致电池着火或爆炸,因此这限制了电池的充电速度。还会严重损坏电池,限制其使用寿命。



  高发现揭示了在电池充电过程中控制石墨颗粒中锂镀覆现象的重要物理规律,并使预测电池运行过程中的锂镀覆成为可能。我们设计了一个实验来观察负极在充电过程中发生了什么。我们可以将石墨颗粒视为负极材料,我们可以实时看到电池充电过程中发生的事情,他补充道,现在我们了解了物理原理。这为我们解决这一局限,提高电池充电性能提供了方向。



  高认为,有了这种新的理解,新技术可以创造一种汽车电池,它可以以比正常速度快5倍的速度充满电,或者仅仅10分钟多一点,而没有危险或快速退化的风险。他说,用最快的充电器充电通常需要半个多小时,充满电只需要10分钟。现在,高和他的研究人员对锂离子充电背后的科学有了更好的理解。他认为,我们可以在三到五年内看到更好的手机电池,在五到十年内看到更好的全电动汽车电池。

2021-12-20 200人浏览

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