近期,電動(dòng)汽車領(lǐng)域迎來了一項(xiàng)令人振奮的科技創(chuàng)新,據(jù)electrek報(bào)道,密歇根大學(xué)的工程師們正引領(lǐng)一場寒冷天氣下電動(dòng)汽車充電速度的革命。
這項(xiàng)創(chuàng)新的核心在于密歇根大學(xué)機(jī)械工程與材料科學(xué)副教授Neil Dasgupta帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)。他們研發(fā)了一種全新的電池結(jié)構(gòu)和涂層技術(shù),這項(xiàng)技術(shù)能在極低的溫度(例如-10°C)下,將電動(dòng)汽車電池的充電速度提升驚人的500%。
Dasgupta教授指出,即便是現(xiàn)有的快充技術(shù),電動(dòng)汽車的電池也需要大約30到40分鐘才能充滿電,而在寒冷的冬季,這一時(shí)間往往還會(huì)延長至一個(gè)多小時(shí)。正是這一痛點(diǎn),激發(fā)了他們團(tuán)隊(duì)的研究熱情。
一直以來,寒冷天氣對(duì)電動(dòng)汽車電池的影響都是一個(gè)棘手的問題。低溫環(huán)境下,鋰離子的移動(dòng)速度會(huì)顯著減慢,這不僅會(huì)導(dǎo)致充電時(shí)間變長,還會(huì)縮短電池的壽命。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn),制造商們?cè)鴩L試通過加厚電池電極來延長行駛里程,但這一做法反而讓部分鋰離子難以進(jìn)入電池,進(jìn)一步減緩了充電速度。
在之前的研究中,Dasgupta團(tuán)隊(duì)利用激光技術(shù)在電池的石墨陽極上刻制出約40微米的微小通道,以幫助鋰離子更快地滲透電池。然而,在寒冷天氣下,這些通道仍然難以克服電極表面形成的化學(xué)層,這層化學(xué)層會(huì)阻礙鋰離子的流動(dòng),使得充電效率大大降低。Dasgupta教授形象地比喻這一現(xiàn)象為“切冷黃油”,形象地描繪了充電速度的低效。
為了徹底解決這一問題,Dasgupta團(tuán)隊(duì)在電池上涂上了一層僅20納米厚的玻璃狀材料,這種材料由鋰硼酸鹽-碳酸鹽組成,能夠有效防止化學(xué)層的形成。結(jié)合之前微小通道的設(shè)計(jì),這一創(chuàng)新成果在寒冷環(huán)境下展現(xiàn)出了卓越的性能:即使在經(jīng)過100次快充循環(huán)后,改良后的電池仍然能保持97%的容量。
Dasgupta教授表示,他們希望這項(xiàng)技術(shù)能夠被電動(dòng)汽車電池制造商廣泛采納,并且無需對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)線進(jìn)行大規(guī)模的改造。他們首次證明了在不犧牲電池能量密度的前提下,如何在低溫環(huán)境下實(shí)現(xiàn)超快充電。
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