锂离子电池技术获突破 快充10分钟即可充满

据外媒报道,对电动汽车感兴趣的人都知道,这一类车型最常面临的问题包括:充电时间长、行驶里程有限、充电站可用性等等。为了让电动汽车更受美国消费者的欢迎,宾夕法尼亚州立大学的研究人员取得了一项突破,将锂离子电池的充电时间缩短至10分钟。

第一作者杨晓光(音译)和他的同事将上述研究成果编写成报告刊登在《焦耳》杂志,一份专注于可持续能源科学的期刊。有观点指出,尽管仍需克服一些障碍,但人们长期以来的梦想,即实用电动汽车的便利性能够与汽油动力版汽车相媲美,可能比人们想像的更接近现实。

在一个拥有120伏标准电源插座的家用充电环境中,电动汽车每小时充入的电能,可以支持其行驶2到5英里;而使用功率更大的240伏电源插座充电,每小时充入的电能可以让车辆行驶10到20英里。目前快速充电站的充电速度要快得多,充电20分钟能够为车辆提供60-80英里的额外续航里程。但快速充电会对锂镀层(电池正极周围形成的金属锂)造成破坏,大大阻碍了快速充电研究的进展。

根据杨晓光和同事们所撰写的报告,解决上述问题的关键是,在30秒内迅速将电池加热到140华氏度(60摄氏度),并在充电过程中保持这个温度。具体措施是在电池上安装一种便宜的镍箔。在较高的温度环境中充电过程只需很短的时间(比如10分钟),在这一过程中镍箔可以防止电池锂镀层的形成。

研究人员发现,在上述举措部署到位之后,即使充电次数多达2500,试验电池仍然存有91.7%的电量,这相当于车辆续航里程可以达到50万英里,同时车辆充电的时间并不比燃油车加油所花的时间长。

尽管如此,将这项技术向公众层面推广普及还面临诸多阻碍。首先,将电池加热到一定温度并保持一段时间会引起环境问题。如果电池过热,它们可能会出现降级现象,甚至在极少数情况下发生爆炸。但如果电池温度过低,就会发生镀锂现象。

其次,上述技术的启用需要投入新型的快速充电站,或者对现有充电站进行升级。最终所有的电池制造商都必须将镍箔电镀标准融入到他们的设计环节。当然,鉴于目前技术的快速发展,这些问题完全有可能在合理的时间内得到解决。