电动汽车正变得越来越受欢迎,但许多电动汽车在寒冷天气中面临性能下降的问题。当气温下降时,充电速度会变慢,续航里程也会大幅缩减。密歇根大学和阿伯电池创新公司的研究人员找到了一个很有前景的解决方案,有望缓解这些问题。他们研发出了一种实验性锂离子电池,这种电池在零下温度环境中表现良好,能够实现快速充电,并保证可靠的续航里程。
这项技术的关键创新点在于一种特殊的 “三维电极架构”,它有助于电池更好地应对极寒环境。通常情况下,极低的温度会减缓电动汽车电池中电子的移动速度,这就导致充电时间变长,续航里程缩短。
为了解决这个问题,研究人员将重点放在了阳极上,锂离子在充电过程中就存储在阳极中。他们使用激光对阳极中的石墨进行改造,创造出了能让锂离子更快移动和沉积的通道。虽然这加快了充电速度,但也带来了一个新的挑战:锂镀层问题。当锂不是被吸收而是在阳极表面堆积时,就会出现锂镀层现象,这会影响电池的性能和安全性。
研究团队通过在电池上涂上一层非常薄、厚度约为 20 纳米的涂层,解决了锂镀层问题。这种由硼酸锂 - 碳酸盐制成的涂层可以阻止锂形成镀层。因此,即使在零下 10 摄氏度(14 华氏度)的环境下,这种电池也能以 6C 的倍率快速充电,也就是说仅需 10 分钟就能充满电。研究人员发现,在这种寒冷条件下经过 100 次充电循环后,电池的性能依然强劲。
密歇根大学机械工程学教授、该研究的共同作者尼尔・达斯古普塔表示,这项新技术可以在不对当前电池制造工艺进行重大改动的情况下应用于其中。
现代电动汽车已经采用了电池预热和热泵技术来应对寒冷天气。然而,这些方法并不总是能完美地发挥作用,许多电动汽车车主在极寒天气中仍会发现车辆续航里程下降。如果这项新的电池技术能够成功应用于电动汽车的生产中,它可能会对潜在买家有所帮助,尤其是那些生活在冬季气候恶劣地区的买家。
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