新技术10分钟内为汽车电池充电

资料来源:宾夕法尼亚州立大学

目前，电动汽车的销量在不断上升。但即使在增强型“超级充电站”，给汽车电池完全充电仍需要50分钟。然而，新的发展可能会改变这种情况。

科学家开发了一种锂离子电池，它可以在更高的温度下充电，以提高反应速度，但放电时可以保持电池冷却。这种电池充电10分钟就能为电动汽车增加200英里的电池寿命。电池可能有助于减少人们对电动汽车的“耐力焦虑”。宾夕法尼亚州立大学的研究人员最近在《焦耳》杂志上发表了研究结果。

科学家们已经意识到，为了满足人们的出行需求，有必要设计充电速度极快的电动车电池。然而，如此快的充电速度需要电池快速吸收400千瓦的能量，这是目前的汽车所不能实现的，因为它可能导致锂电镀(金属锂在阳极周围形成)，这将严重降低电池寿命。

为了缩短加热时间并在均匀的温度下加热整个电池，研究人员设计了一种具有自加热镍结构的锂离子电池。该电池的预热时间少于30秒。为了测试该模型，他们使用不同的冷却策略来保持恒定的充电温度，在40、49和60摄氏度对三个石墨气囊电池(这些电池是为混合动力汽车设计的)进行充电，同时将控制温度控制在20摄氏度。为了确认没有锂镀层，研究人员将电池完全放电，并打开电池进行分析。

结果表明，预先加热到60摄氏度的电池可以保持极快的充电速度1700次，平均充电温度在49到60摄氏度之间。在研究中没有观察到锂涂层。研究人员还观察到，充电温度的提高大大减少了维持电池初始温度所需的冷却时间。

研究人员指出，这项技术是完全可扩展的，因为所有的电池都是基于工业上可用的电极。此外，镍箔将每个电池的成本提高了0.47%，但是由于这种设计消除了当前型号中使用的外部加热器的需要，因此实际上降低了每个电池组的生产成本。

接下来，研究人员希望将充电时间缩短一半，并在5分钟内为电动汽车提供足够的电力。

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.joule.2019.09.021