「技術力量」電動汽車10分鐘極速充電技術問世賓夕法尼亞州立大學的科學家

「技術力量」電動汽車10分鐘極速充電技術問世//草丁生活 http://life.caoding.cn/

賓夕法尼亞州立大學的科學家已開發出10分鐘內對電動汽車充電完畢的技術。

賓大機械工程學系主任，化學發動機中心主任，化學工程學教授，材料科學與工程學教授王朝陽說（Chao-YangWang）說：“我們證明了可以在10分鐘內給電動汽車充滿電，然后行駛200至300英里（321公里到482公里）里程。而且我們可以做到維持2500個充電周期，相當于50萬英里（804672公里）的行程。 ”

鋰離子電池在環境溫度低于50華氏度（10攝氏度）的條件下快速充電時會降解，因為鋰離子不是以平滑的方式插入到碳陽極中，而是以尖峰形式沉積在陽極表面上。這種鋰電鍍會降低電池容量，同時也會引起不安全的電池狀況。

無論是通過外部還是內部加熱方式加熱到超過鋰電鍍??閾值的電池，都不會顯示出過載的痕跡。

研究人員之前已經開發出了可以在15分鐘內在50華氏度下（10攝氏度以下）充電的電池。在較高溫度下充電會更有效，但是長時間的高溫也會使電池退化。「技術力量」電動汽車10分鐘極速充電技術問世

王朝陽教授說：“快速充電是廣泛普及電動汽車的關鍵。 ”

王朝陽教授和他的團隊意識到，如果電池在10分鐘內加熱到140華氏度（60攝氏度），然后迅速冷卻到環境溫度，則不會形成鋰尖峰，也不會發生電池的熱降解。「技術力量」電動汽車10分鐘極速充電技術問世

10月30日的《焦耳》科學期刊發表了這份報告。

王朝陽教授說：“在電池領域，嚴禁將電池置于攝氏60度的極端溫度位置。它的溫度太高了，被認為會對材料構成危險，并且會大大縮短電池壽命。 ”

這種電池是一種自熱電池，使用薄鎳箔，一端連接到負極端子，另一端延伸到電池外部以形成第三端。連接到開關的溫度傳感器使電子流過鎳箔，從而完成電路。這會通過電阻加熱迅速加熱鎳箔，并加熱電池內部。

該電池可在高溫下充電以提高反應速率，但在放電過程中仍可保持電池涼爽，顯示出在10分鐘內為電動汽車增加321公里續駛里程的潛力。

王朝陽教授說：“除了快速充電外，這種設計還使我們能夠將電池的暴露時間限制在升高的充電溫度下，從而產生了非常長的循環壽命。關鍵是要實現快速加熱，否則，電池將在高溫下停留太長時間，從而導致嚴重退化。 ”

他解釋說，電池的快速冷卻將使用汽車中設計的冷卻系統來完成。從60攝氏度到大約23.8攝氏度的較大差異也將有助于提高冷卻速度。

為了縮短加熱時間并在均勻的溫度下加熱整個電池，王朝陽教授及其同事配備了一種鋰離子電池設計，該電池具有自加熱鎳結構，可在不到30秒的時間內預熱。為了測試他們的模型，他們使用各種冷卻策略為三個用于混合動力電動汽車的石墨袋式電池分別在40攝氏度， 49攝氏度和60攝氏度以及20攝氏度的對照下充電，以維持恒定的充電溫度。為了確認沒有發生鋰尖峰，他們隨后將電池完全放電并打開進行分析。

研究小組發現，預熱到60攝氏度的電池可以維持極快的充電過程達1700個循環，而控制單元只能保持60個循環。在49至60攝氏度的平均充電溫度下，該研究未觀察到任何鋰尖峰。研究人員還觀察到，升高的充電溫度大大降低了將電池保持在初始溫度所需的冷卻。

王朝陽教授說：“10分鐘充電完畢是未來的趨勢，對于使用電動汽車至關重要，因為它解決了充電時間的焦慮。 ”