美電池科學(xué)家稱取得突破10分鐘快速充電 1,500 次循環(huán)
電動汽車的發(fā)展一直面臨著兩大挑戰(zhàn):充電時(shí)間過長和快速充電器的稀缺。據(jù)鉍讀了解,最近,美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室 (ORNL) 的電池科學(xué)家宣布了一個(gè)重大的發(fā)現(xiàn),他們開發(fā)了一種新型的鋰離子電池,可以在 10 分鐘內(nèi)充滿 80% 的電量,并且可以保持 1,500 次的快速充電循環(huán)。
什么是鋰離子電池?它是一種利用鋰離子在正極和負(fù)極之間通過一種叫做電解質(zhì)的介質(zhì)來移動,從而實(shí)現(xiàn)充放電的化學(xué)電池。鋰離子電池具有高能量密度、低自放電、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦、電動汽車等設(shè)備中。
目前,市場上的鋰離子電池通常需要幾個(gè)小時(shí)才能充滿,而且快速充電會導(dǎo)致電池性能下降和壽命縮短。因此,如何提高鋰離子電池的充電速度和循環(huán)次數(shù),是電池科學(xué)家們一直在努力解決的難題。
ORNL 的團(tuán)隊(duì)在最新發(fā)表的論文中介紹了他們的創(chuàng)新之處:他們設(shè)計(jì)了一種新型的電解質(zhì)配方,可以改善鋰離子在高溫和高壓下的流動性,從而提高了充電效率和穩(wěn)定性。這種新型的電解質(zhì)由兩種常見的鋰鹽(LiFSI 和 LiPF6)和一種碳酸鹽溶劑組成,經(jīng)過精心調(diào)配和優(yōu)化,達(dá)到了理想的比例和性能。
該團(tuán)隊(duì)使用了一種軟包式鋰離子電池來測試這種新型的電解質(zhì),結(jié)果顯示,在 6C 的高充電速率下(即每小時(shí)六倍于額定容量的充電速度),這種電池可以在 10 分鐘內(nèi)從 0% 充到 80%,并且可以保持 1,500 次的快速充電循環(huán),而不會出現(xiàn)明顯的容量損失或內(nèi)阻增加。這意味著,這種電池可以在不影響壽命和性能的情況下,實(shí)現(xiàn)極快的充電速度。
“我們發(fā)現(xiàn)這種新型的電解質(zhì)配方基本上是能源部極快充電電池壽命目標(biāo)的三倍,”橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室的杜志佳說。他還表示,這項(xiàng)研究為未來開發(fā)更高性能、更安全、更便宜的鋰離子電池提供了一個(gè)有力的參考。
當(dāng)然,這項(xiàng)研究還有許多需要完善和驗(yàn)證的地方。例如,這種新型的電解質(zhì)是否適用于其他類型和規(guī)格的鋰離子電池?它是否可以在實(shí)際應(yīng)用中保持穩(wěn)定和可靠?它是否可以在成本和規(guī)模上實(shí)現(xiàn)商業(yè)化?這些問題都需要進(jìn)一步的研究和測試來回答。
不過,這項(xiàng)研究無疑為電動汽車的發(fā)展帶來了一線曙光。如果這種新型的鋰離子電池能夠成功應(yīng)用于電動汽車中,那么消費(fèi)者就可以在 10 分鐘內(nèi)為他們的愛車充滿電,而不用擔(dān)心電池的壽命和性能。這將大大提高電動汽車的便利性和吸引力,也將促進(jìn)電動汽車的普及和推廣。