原作者:吳志奇|來自:愛范兒充電10分鐘，行駛480公里？聽起來有點(diǎn)不切實(shí)際。畢竟現(xiàn)在特斯拉ModelS充滿電要40分鐘左右，唯一可以充電15分鐘達(dá)到400公里的商用汽車似乎也只有保時(shí)捷Taycan。但賓夕法尼亞州立大學(xué)的工程師公布了一種新型鋰離子電池設(shè)計(jì)：通過熱刺激快充技術(shù)，讓電池充放電的性能極大增強(qiáng)。▲圖片來自：《Joule》這種新的電池設(shè)計(jì)，還得從當(dāng)前鋰電池充電的缺陷講起。這個(gè)缺陷就是——快速充電和電池壽命不可兼得。市面上安裝鋰離子電池的電動(dòng)汽車，一般都在相同溫度下充電和放電，但要實(shí)現(xiàn)較低溫度下快速充電有很大風(fēng)險(xiǎn)，這會(huì)讓電池內(nèi)部很容易形成析鋰。它就像一種「電池斑塊」，日益堆積就會(huì)嚴(yán)重降低鋰離子電池的容量，從而影響性能和壽命，還可能產(chǎn)生安全問題。所以，賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員嘗試用「高溫快速充電」來避免這個(gè)缺陷。為了加熱電池，并達(dá)到適當(dāng)?shù)臏囟?，研究人員直接選用市面可售的鋰離子電池，然后將50微米厚的鎳箔插入電極層中，充電期間，裝有薄鎳箔的電池的溫度會(huì)迅速提高到60攝氏度，外殼能在30秒內(nèi)預(yù)熱，并均勻地加熱到電池內(nèi)部，然后使用時(shí)電池將迅速冷卻至環(huán)境溫度。這樣不僅不會(huì)產(chǎn)生大量的金屬鋰，還將充電速度提升了幾倍。▲圖片來自：《Joule》但值得注意的是，這個(gè)過程中必須要快速加熱，因?yàn)殡姵卦诟邷叵峦Ａ籼脮r(shí)間也會(huì)嚴(yán)重退化。測(cè)試后，研究人員表明，他們的熱充電電池可以在10分鐘內(nèi)為電動(dòng)汽車充滿電，行駛里程達(dá)到300到480公里，并維持2500個(gè)充電周期，這相當(dāng)于14年或大約750000公里的使用壽命。核心成員賓夕法尼亞州立大學(xué)教授王朝陽博士說道：它推翻了一個(gè)古老的想法——即不應(yīng)在高溫下對(duì)鋰電池充電，因?yàn)闀?huì)降低電池質(zhì)量。相反，研究結(jié)果表明，短暫的高溫充電所帶來的好處遠(yuǎn)大于負(fù)面影響。長(zhǎng)期以來，電動(dòng)汽車的電池焦慮一直是影響人們使用它的主要原因之一。為了讓人們?cè)陂L(zhǎng)途旅行中減少充電的煩惱，提供快速便捷的充電方式，政府和各大汽車公司都在嘗試找到更好的方法。王朝陽博士表示：10分鐘充電是未來的趨勢(shì)，這對(duì)于電動(dòng)汽車至關(guān)重要，因?yàn)樗鉀Q了人們對(duì)于電動(dòng)汽車的焦慮癥?！鴪D片來自：unsplash值得期待的是，該團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)一步研究五分鐘內(nèi)為電動(dòng)汽車電池充電的設(shè)計(jì)。但研究人員表示，除了用到上述他們發(fā)明的自熱結(jié)構(gòu)之外，還需要在電池中加入高度穩(wěn)定的電解質(zhì)和活性材料。而在該設(shè)計(jì)未來的商業(yè)化上，研究人員說道，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)使用的都是市面在售的組件，所以這種技術(shù)簡(jiǎn)單而易于擴(kuò)展；因?yàn)榧訜岬逆嚱Y(jié)構(gòu)能夠抵消對(duì)外部加熱器的需求，所以電池的生產(chǎn)成本也會(huì)降低，在電池冷卻上，還可以直接使用汽車自己的冷卻系統(tǒng)；熱刺激快充技術(shù)基本上也不需要工業(yè)化前的改進(jìn)了，可以直接使用?！鴪D片來自：unsplash不過美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)成員RickSachleben認(rèn)為，擴(kuò)大設(shè)計(jì)規(guī)模并將其推向市場(chǎng)可能需要十年時(shí)間。因?yàn)橹圃焐瘫仨毚_保迅速升高的溫度是安全且穩(wěn)定的，并且在傳遞大量能量的情況下不會(huì)導(dǎo)致爆炸。這些都需要極其慎重地考慮，并不斷進(jìn)行測(cè)試。畢竟對(duì)于汽車來說，技術(shù)進(jìn)步固然重要，人身安全才是第一。題圖來自：unsplash