根据发表在最新一期《自然》杂志上的一项研究,宾夕法尼亚州立大学的研究人员开发出了一种突破性的技术,可以将电动汽车电池的充电时间缩短到仅10分钟,这是一种打破纪录的较短充电时间和较长行驶里程的组合。
研究人员表示,对更小、更快充电电池的需求比以往任何时候都大。今年8月,美国加州空气资源委员会通过了一项计划,限制并最终禁止在该州销售汽油动力汽车。
研究人员解释说,如果新车销售要转向电池供电的电动汽车,需要克服两个主要缺点:充电速度太慢和体积太大。根据电池的不同,一些电动汽车可能需要一整天才能充满电,而在加油站只需要几分钟就可以充满电。
新的快速充电技术适用于大多数高耗能电池,这使得电动汽车的电池从150千瓦时降至50千瓦时,而不会让司机对里程感到焦虑。更小更快的充电电池将大大降低电池的成本以及钴、石墨和锂等关键原材料的使用,从而为大规模采用平价电动汽车铺平道路。
研究团队与初创公司EC Power合作开发了这项技术。这项技术依赖于内部热调制,这是一种主动的温度控制方法,要求电池具有最佳性能。电池发热时运行效率最高,但不会太热。对于电池工程师来说,保持电池处于合适的温度始终是一个重大挑战。历史上,研究人员一直依靠外部笨重的加热和冷却系统来调节电池温度,电池反应缓慢,浪费大量能量。
研究小组从电池内部调节温度。他们设计了一种新的电池结构,在阳极、电解液和阴极之外,加入了超薄镍箔作为第四种成分。镍箔可以自我调节电池的温度和反应性,因此几乎可以在任何电动汽车电池上在10分钟内快速充电。
研究人员表示,真正的快速充电电池将产生直接影响。要取代内燃机车成为主流,快充对电动汽车来说必不可少。
目前电动车的续航里程和充电确实是其进一步普及的障碍。然而,电动汽车的兴起正在推动充电技术的整体进步。如果停留在以前的认知,我们无法想象未来的科技发展。本文描述了清除障碍的成就。如果未来能够逐步解决建立电池更换站和充电站的成本,以及不同厂家电池的通用性,电动汽车取代燃油汽车也不是不可能。
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