本文转自:参考消息网
参考消息网4月26日报道据美国趣味科学网站4月24日报道,研究表明,新的电池制造工艺可以使电动汽车在寒冷天气下的充电速度提高500%。
在上月发表在《焦耳》杂志上的一项研究报告中,科学家们介绍了他们的研究成果,即通过调整锂电池内部结构和改变充电过程中的化学反应,使锂电池在低至零下10摄氏度的情况下显著提高充电效率。
研究报告的作者、密歇根大学机械工程和材料科学副教授尼尔·达斯古普塔说,这项研究表明能够“在低温下实现极快充电,而不牺牲锂电池的容量”。
锂电池的工作原理是通过锂离子在电解质溶液中两个极板之间的移动产生能量。这个运动过程在温暖的气温下非常活跃,但在寒冷的条件下,电解质溶液变稠,阻力增加,从而延长了充电时间。
针对这个问题,电池制造商们已经提出了几种解决方案,包括增加电池中电极的厚度或改变电池结构。但这些步骤并未解决这个问题。
在2020年发表的一项研究中,研究人员在电池内部创造了他们所描述的锂离子移动的新“路径”。
为创造这些路径,研究人员用激光在阳极的石墨层上打孔,从而使锂离子移动速度加快。
这个早期的革新的确加快了充电速度,但随着温度的降低,锂离子会沉积在阳极上,形成一个隔层,影响电极与电解液发生反应。
该研究的合著者、密歇根大学高级研究员马诺杰·詹吉德对此现象解释道:“这一隔层影响了电极充电,降低了电池容量。”
新方法为了防止锂离子的沉积,而在电池内部涂上一层20纳米厚的碳酸硼酸锂。因为此前对固态电池的研究表明,这种材料可以提高离子输送率。
研究人员表示,这种涂层与路径技术的结合,可以使锂电池在气温降至零下时的充电效率提高500%。使用这些技术改造的电池即使在零下的温度下快充100次,也能保持97%的电池容量。
达斯古普塔说,虽然这项研究的范围有限,但这些改变很容易在电池制造程序中实施,因此会产生广泛影响。
达斯古普塔说:“我们认为,电动汽车的电池制造商可以比较方便地采用这种方法,而无需对现有工厂进行重大改造。”(编译/ 潘晓燕)