美國(guó)賓州州立大學(xué)王朝陽(yáng)教授團(tuán)隊(duì)在鋰離子電池快速充電范疇取得重大沖破。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)一種新型的電池結(jié)構(gòu)和充電策略,實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力鋰電池在任何溫度下的快速充電。即使在零下50度的極端環(huán)境中,該技術(shù)仍舊能夠?qū)崿F(xiàn)15分鐘快充,并具有超過(guò)4500次的超長(zhǎng)循環(huán)壽命。該技術(shù)為電動(dòng)汽車(chē)快充確立了新的行業(yè)標(biāo)桿,相關(guān)成果于近日發(fā)表在美國(guó)科學(xué)院院刊《ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences》(PNAS)上。PNAS是與自然(Nature)、科學(xué)(Science)齊名,被引用次數(shù)最多的綜合學(xué)科期刊之一,已有百年歷史。
快充是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)普及的最緊要手段。目前全球各國(guó)都在大力推進(jìn)高功率快充電站的建設(shè),預(yù)計(jì)至2025年全球電動(dòng)汽車(chē)快充市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)3000億人民幣。然而,當(dāng)前所有電動(dòng)汽車(chē)的實(shí)際充電速度都極大地受制于環(huán)境溫度。王朝陽(yáng)教授團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)了一種新型的電池結(jié)構(gòu)和充電策略。該電池組含一個(gè)輕靈、成本低廉的內(nèi)部加熱結(jié)構(gòu),并通過(guò)開(kāi)關(guān)智能地控制充電電流的流向。當(dāng)電池溫度低于室溫時(shí),所有電流自動(dòng)流入內(nèi)部加熱結(jié)構(gòu),使電池迅速升溫,溫升速率高達(dá)1度每秒。
當(dāng)電池加熱到高于室溫后,將自動(dòng)切換至充電模式,充電過(guò)程中電池溫度始終高于室溫,從而有效地消除了析鋰,實(shí)現(xiàn)了全氣候快充。在PNAS論文中,該團(tuán)隊(duì)采用10安時(shí)動(dòng)力鋰電池進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果聲明在零下50度依然能在15分鐘內(nèi)充入80%的電量。在0度條件下進(jìn)行快充壽命試驗(yàn),電池在4500個(gè)快充循環(huán)后依然保持80%的容量,即使電池每天一充,仍將擁有超過(guò)12年的壽命。將循環(huán)試驗(yàn)的總放電容量換算成續(xù)航里程,相當(dāng)于50萬(wàn)公里,已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了目前燃油車(chē)的壽命。
王朝陽(yáng)教授表示,全氣候快充同時(shí)處理了電動(dòng)汽車(chē)的四大焦慮,即續(xù)航里程焦慮、充電時(shí)間焦慮、成本焦慮和安全焦慮。目前,該技術(shù)已得到了美國(guó)能源部的認(rèn)可和商業(yè)化資助。不久該團(tuán)隊(duì)將持續(xù)披露10分鐘快充數(shù)據(jù)。