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中科大新研究,新型阳极可让锂离子电池在6分钟内充入60%电量

科技 2022-05-03 09:05:37
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IT之家5月2日消息,为了缩短电动汽车的插电等待时间,中国研究团队一直在积极寻找新方案。

中科大科研团队以及中国科学院研究人员就提出了一种新型电池阳极方案,可在6分钟内充入60%的电量,为动力电池研究的突破带来可能。

IT之家了解到,相关研究题为《通过双梯度结构设计以实现疾速充电的锂离子电池》,已于2022年4月27日发表于《科学进展》期刊。

行业分析师认为,阻碍从汽油动力汽车向电池驱动汽车迈进的主要问题之一就是电池问题,其中也包括充电时间。例如,一辆特斯拉需要将近一个小时才能将电量从40%充到80%。借助于这项新的研究,我们就可以加快新能源汽车充电速度的突破。

据悉,快充方面的主要瓶颈之一是电池的阳极设计。现阶段大多数电池阳极材料由石墨结合无序浆料制成。研究人员指出,这算不上是一种快速传递电流的有效方法。他们表示,除了材料排列方式之外,它们之间还存在间隙大小等问题。

为了克服这一问题,他们首先使用粒子级理论模型来优化不同尺寸颗粒的空间分布和电极孔隙度。然后,他们利用这一信息对常规石墨阳极进行了优化。他们将其涂覆上一层铜,然后在浆料中加入铜纳米线,之后他们对阳极进行加热以及冷却,从而实现将浆液压缩成更有序的一种材料。

他们将阳极固定在一个标准的锂离子电池上,然后测量充电所需的时间,最终发现他们可以在5.6分钟内将电池充到60%(常规电池充电40%),在11.4分钟内将电池充电至80%。不过他们没有测试充到100%需要多长时间,因为锂离子电池不推荐这样做。

此外,研究人员也没有透露他们在阳极中加入铜为电池带来的成本增长,这目前只能算是一种可行的研究方案,距离商用似乎还有很远。

感兴趣的小伙伴可通过《ScientificAdvances》查阅《Extremelyfast-charginglithiumionbatteryenabledbydual-gradientstructuredesign》全文。

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