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科学家开发新的电动车自发热电池,0℃ 以下都能快速充电

2024-03-29 231

天气冷只好给自己一点温暖!美国宾夕法尼亚州立大学团队最近开发一种自发热新电池,能克服电动车(EV)在天气寒冷时遇到电池效率低落、无法快速充电的障碍。

传统锂离子电池畏寒,当外界温度低于 10℃ 时就会罢工无法快速充电,斯堪地那维亚国家如挪威、瑞典等,其电动车电池组常需另外配置小型加热器以利充电;美国加州地区的电动车购入比例也明显胜过纬度更高的明尼苏达州和加拿大地区。

电池在行驶途中为了额外加热或冷却车内环境需耗费更多能量,且寒冷环境造成电池阻抗较大而难以充电,美国能源部研究发现,光是天气变化就能影响电动车里程范围达 25%。

过去为了解决寒冷问题,专家常建议电动车以座椅加热器取代电池组加热器,并且尽量别开快车以导致电池效率迅速下降。

现在不用这么麻烦了,来自宾夕法尼亚州立大学(Pennsylvania State University)的工程师团队开发出新的自发热电池,面对摄氏零下 42 度的环境也能在15 分钟内快速充电。

研究人员将镍薄片的一端连接 电池负极,另一端形成第三极。当发现电池温度低于室温时,连接开关的感测器会让电子流过镍薄片,透过电阻加热法(resistance heating)加热电池内部,一旦电池温度超过室温,开关就会自动切换成充电模式,让电流流入电池。

目前电池原型可以在 0 ℃ 下完成 4,500 次 15 分钟快速充放电周期,电容量仅损失 20%,约可驾驶逾 45 万公里,寿命长达 12.5 年;相较之下,传统锂离子电池在 50 次充放电周期后就损失 20% 容量。

锂离子电池若在 10 ℃以下快速充电,锂离子容易沉积在阳极表面导致电池降解,不只降低电容量,也引发不安全疑虑,目前避免发生这类情况的唯一方法是让电池长时间慢速充电;而新的自发热电池在加热时不会出现锂离子沉积,也不会快速损失电容量,对高纬度地区的电动车主而言可说是一剂定心剂。

研究已发表在《美国国家科学院院刊》。

  • Engineers Develop Electric Car Battery That Can Heat Itself During Winter
  • Self-heating battery promises to make electric vehicles climate-immune
  • Maximizing Electric Cars’ Range in Extreme Temperatures

(首图来源:宾夕法尼亚州立大学)

2019-03-16 00:30:00

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