5月23日消息,據中國科學報報道,中國科學技術大學俞書宏院士團隊與姚宏斌、倪勇教授團隊合作,研制出一種新型的雙梯度石墨負極材料,能讓锂離子電池在6分鐘内充電60%。如此一來,電動汽車的快充和續航将得到飛躍提升,利好電動汽車發展。
(圖源:特斯拉官網)
據介紹,電池系統最關鍵的兩個指标參數,分别是能量密度和功率密度,能量密度指單位質量/體積下可儲備的能量大小,功率密度則決定電池充放的倍率。兩項參數的數值越高,锂電池的性能就越好,但兩者間卻處于相互矛盾的關系,一方越強另一方就得減弱,所以很難制造出容量大還充電快的電池。
目前常用的锂電池大多采用石墨負極材料,其倍率性能較差,進而限制了電動汽車的快充能力。而想要提高石墨負極的倍率性能,隻能将石墨電極做薄或多成多孔,這樣就必須犧牲電池的能量密度。
為了解決锂電池當前的困局,俞書宏團隊決定設計一種全新的電極結構,所以就誕生了“雙梯度電極”。經研究人員測試,基于雙梯度石墨負極材料制造的锂電池,僅需5.6分鐘即可從零充電至60%,11.4分鐘充電至80%。實現快充的同時,還保持電池的高能量密度。
(圖源:中國科學報)
報告中雖然沒提到完全充滿需要多長時間,但可以在12分鐘内充電80%,這速度已經相當快了。不論是電動汽車制造商還是手機制造商,都會建議每次充電隻充到80%,這樣有助于延長電池的使用壽命。而且,這種充電策略也是速度最快的,如果想要充滿最後的20%,往往需要多花幾倍的時間。
如今,電動汽車已經成為一種趨勢,但電動汽車的充電速度依舊是很大的問題。目前充電速度最快的應該是特斯拉的250kW超級充電樁,僅需15分鐘即可獲得200km續航。廣汽埃安前段時間也發布480kW充電技術,5分鐘可獲得200km續航,但似乎還未全面上線。
盡管以上的充電速度看起來很快,但和燃油車的加油速度相比,還是遠遠不如。如果考慮到排隊的時間,充一次電的時間會更長。所以,提高電動汽車快充速度成為當前最迫切的問題,随着這種新材料誕生,這一問題可能很快能得到解決。
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