宾夕法尼亚州立大学工程师开发出低成本、快速充电的电池,消除电动汽车续航焦虑

作者: Chao-Yang Wang

来源: Nature Energy

发布日期: 2022-01-18

宾夕法尼亚州立大学的工程师团队开发出一种低成本、快速充电的锂铁磷酸盐电池,旨在消除电动汽车的续航焦虑,并提高其安全性和经济性。

宾夕法尼亚州立大学的工程师团队正在开发一种适用于大众市场电动汽车的电池,这种电池具有无与伦比的安全性、低成本,并且不含钴。据该团队称,锂铁磷酸盐电池的续航里程可达250英里,并且能够在10分钟内完成充电,这可能标志着电动汽车续航焦虑的终结。

Chao-Yang Wang教授表示,他们为大众市场电动汽车开发了一种非常聪明的电池,其成本与内燃机汽车相当。这种电池不仅消除了续航焦虑,而且价格实惠。研究人员还表示,这种电池在其使用寿命内应该能够行驶200万英里。

他们在1月18日发表于《自然·能源》的报告中指出,电池的长寿命和快速充电的关键在于其能够迅速加热到140华氏度进行充电和放电,然后在电池不工作时冷却下来。这种电池采用了王教授中心之前开发的自我加热方法,使用薄镍箔进行加热,一旦电池内部温度达到140华氏度,开关就会打开,电池即可进行快速充电或放电。

Wang教授的团队通过建模展示了这种电池的潜力,他们建议使用这种自我加热方法,可以采用低成本的材料作为电池的正极和负极,以及安全、低电压的电解质。正极采用热稳定的锂铁磷酸盐,不含昂贵且关键的钴等材料。负极则由非常大型颗粒的石墨制成,这是一种安全、轻便且廉价的材料。

由于自我加热的特性,研究人员表示他们不必担心锂在负极上的不均匀沉积,这可能导致危险的锂尖峰。Wang教授表示,这种电池在重量、体积和成本上都得到了降低,他非常高兴最终找到了一种能够惠及主流消费者大众市场的电池。

据Wang教授介绍,这些较小的电池在加热后可以产生大量电力——40千瓦时和300千瓦的功率。配备这种电池的电动汽车可以从零加速到每小时60英里仅需3秒,驾驶体验将如同保时捷。Wang教授表示,这是他们改变环境的方式,而不仅仅是为豪华车做出贡献,让每个人都能够负担得起电动汽车。

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