磷酸铁锂电池有望治好电动汽车续航里程焦虑症

德国卡门兹一家工厂正在组装汽车电池。图片来源：Filip Singer/EPA/Shutterstock

还在担心电动汽车找到充电站前耗尽电力？1月18日《自然—能源》发表的一项新研究或许能够解除上述电动汽车续航里程焦虑症。

新研究中，美国宾夕法尼亚州立大学的工程师正在研究一种磷酸铁锂电池，这种电池充电10分钟，续航里程可达250英里（约402公里）。该电池在其使用寿命内可支持的行驶里程达200万英里。

“我们为大众市场电动汽车开发了一种相当精巧的电池，其成本与内燃机车相当。”宾夕法尼亚州立大学教授王朝阳（音译）说，这样电动车主不会再有行驶范围的焦虑，并且这种电池车主也负担得起。

新研究指出，这种电池使用寿命长、快速充电的关键在于其能够快速加热到140华氏度进行充电和放电，然后在电池不工作时冷却。

“快速充电使我们在缩小电池尺寸的同时不必为行驶里程而焦虑。” 王朝阳说。

电池的快速加热使用了王朝阳团队此前开发的自加热方法，即电池采用一端连接到负极，另一端延伸到电池外部从而形成第三个端子的薄镍箔材料。一旦电子流动，可通过电阻加热使镍箔迅速升温，并加热电池内部。当电池内部温度达到140华氏度时，开关就会打开，电池进行快速充电或放电。

研究人员介绍，这种电池完全采用已有技术和创新方法塑造，电池的重量轻、体积小、成本低，阴极采用热稳定的磷酸铁锂，其中不含任何昂贵的关键材料，由于锂的自热效应，研究人员也不必担心锂在电池阳极上不均匀沉积带来的危险；阳极则由大颗粒石墨制成，这也是一种安全、轻巧且便宜的材料。

小电池却有大能量，据王朝阳说电池在加热时可产生40千瓦时和300千瓦的电能。一辆装有这种电池的电动车可以在3秒内从0英里/小时提速至60英里/小时。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41560-020-00757-7

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