原作者:吴志奇|来自:爱范儿充电10分钟，行驶480公里？听起来有点不切实际。毕竟现在特斯拉ModelS充满电要40分钟左右，唯一可以充电15分钟达到400公里的商用汽车似乎也只有保时捷Taycan。但宾夕法尼亚州立大学的工程师公布了一种新型锂离子电池设计：通过热刺激快充技术，让电池充放电的性能极大增强。▲图片来自：《Joule》这种新的电池设计，还得从当前锂电池充电的缺陷讲起。这个缺陷就是——快速充电和电池寿命不可兼得。市面上安装锂离子电池的电动汽车，一般都在相同温度下充电和放电，但要实现较低温度下快速充电有很大风险，这会让电池内部很容易形成析锂。它就像一种「电池斑块」，日益堆积就会严重降低锂离子电池的容量，从而影响性能和寿命，还可能产生安全问题。所以，宾夕法尼亚州立大学的研究人员尝试用「高温快速充电」来避免这个缺陷。为了加热电池，并达到适当的温度，研究人员直接选用市面可售的锂离子电池，然后将50微米厚的镍箔插入电极层中，充电期间，装有薄镍箔的电池的温度会迅速提高到60摄氏度，外壳能在30秒内预热，并均匀地加热到电池内部，然后使用时电池将迅速冷却至环境温度。这样不仅不会产生大量的金属锂，还将充电速度提升了几倍。▲图片来自：《Joule》但值得注意的是，这个过程中必须要快速加热，因为电池在高温下停留太久时间也会严重退化。测试后，研究人员表明，他们的热充电电池可以在10分钟内为电动汽车充满电，行驶里程达到300到480公里，并维持2500个充电周期，这相当于14年或大约750000公里的使用寿命。核心成员宾夕法尼亚州立大学教授王朝阳博士说道：它推翻了一个古老的想法——即不应在高温下对锂电池充电，因为会降低电池质量。相反，研究结果表明，短暂的高温充电所带来的好处远大于负面影响。长期以来，电动汽车的电池焦虑一直是影响人们使用它的主要原因之一。为了让人们在长途旅行中减少充电的烦恼，提供快速便捷的充电方式，政府和各大汽车公司都在尝试找到更好的方法。王朝阳博士表示：10分钟充电是未来的趋势，这对于电动汽车至关重要，因为它解决了人们对于电动汽车的焦虑症。▲图片来自：unsplash值得期待的是，该团队正在进一步研究五分钟内为电动汽车电池充电的设计。但研究人员表示，除了用到上述他们发明的自热结构之外，还需要在电池中加入高度稳定的电解质和活性材料。而在该设计未来的商业化上，研究人员说道，因为实验使用的都是市面在售的组件，所以这种技术简单而易于扩展；因为加热的镍结构能够抵消对外部加热器的需求，所以电池的生产成本也会降低，在电池冷却上，还可以直接使用汽车自己的冷却系统；热刺激快充技术基本上也不需要工业化前的改进了，可以直接使用。▲图片来自：unsplash不过美国化学学会成员RickSachleben认为，扩大设计规模并将其推向市场可能需要十年时间。因为制造商必须确保迅速升高的温度是安全且稳定的，并且在传递大量能量的情况下不会导致爆炸。这些都需要极其慎重地考虑，并不断进行测试。毕竟对于汽车来说，技术进步固然重要，人身安全才是第一。题图来自：unsplash
