突破性进展使廉价的电动汽车电池仅需10分钟即可充电

时间：2021-12-23 09:52:10 来源：

宾州州立大学的一个团队正在开发一种用于大众市场电动汽车的热调制电池，这种电池不会产生范围焦虑，并且具有无与伦比的安全性，低成本和不含钴的特点。

宾夕法尼亚州立大学的一组研究小组正在研究续航里程为250英里的磷酸铁锂电池，据此，范围焦虑症，担心无法在为电动汽车充电之前断电的问题可能已经成为过去。能够在10分钟内充电。

“我们为大众市场的电动汽车开发了一种非常聪明的电池，其成本与内燃机汽车相当，”王超阳，机械工程学系主任William E. Diefenderfer，化学工程学教授，材料科学与工程学教授以及宾夕法尼亚州立大学电化学发动机中心主任。“不再有范围焦虑症，这种电池负担得起。”

研究人员还说，电池寿命应达到200万英里。

他们今天（2021年1月18日）在《自然能源》中报告说，长寿命和快速充电的关键是电池能够快速加热到华氏140度进行充电和放电，然后在电池不工作时冷却下来。

Wang说：“非常快的充电速度使我们能够减小电池的尺寸，而不会引起范围焦虑。”

该电池采用了Wang中心以前开发的自加热方法。自热电池使用薄镍箔，一端连接到负极端子，另一端延伸到电池外部以形成第三端。一旦电子流过，它将通过电阻加热迅速加热镍箔，并加热电池内部。电池的内部温度达到140华氏度后，开关将打开，并且电池已准备就绪，可以快速充电或放电。

Wang的团队使用现有技术和创新方法对这种电池进行了建模。他们建议使用这种自加热方法，可以将低成本材料用于电池的正极和负极以及安全的低压电解液。阴极是热稳定的磷酸铁锂，其中不包含任何昂贵且关键的材料（例如钴）。阳极由非常大的石墨石墨制成，石墨是一种安全，轻便且便宜的材料。

由于自热，研究人员说，他们不必担心锂在阳极上的沉积不均匀，这可能会导致锂尖峰，这是危险的。

Wang说：“这种电池减轻了重量，体积和成本。”“我很高兴我们终于找到了一种将使主流消费者大众市场受益的电池。”

王说，这些较小的电池在加热时可以产生大量电能-40千瓦时和300千瓦。他说，装有这种电池的电动汽车可以在3秒内从每小时零时速行驶到60英里，行驶起来就像保时捷一样。

Wang说：“这就是我们要改变环境，而不仅仅是为豪华车做贡献的方式。”“让每个人都买得起电动汽车。”

参考：杨晓光，刘腾和王朝阳，“用于大众市场电动汽车的热调制磷酸铁锂电池”，2021年1月18日，自然能源。DOI：
10.1038 / s41560-020-00757-7

宾夕法尼亚州立大学的其他研究人员还有机械工程学助理教授杨晓光和机械工程学博士生刘腾。

美国能源部能源效率和可再生能源办公室和William E Diefenderfer基金会支持了这项研究。

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