據(jù)美國趣味科學(xué)網(wǎng)站4月24日報道，研究表明，新的電池制造工藝可以使電動汽車在寒冷天氣下的充電速度提高500%。

在上月發(fā)表在《焦耳》雜志上的一項研究報告中，科學(xué)家們介紹了他們的研究成果，即通過調(diào)整鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)和改變充電過程中的化學(xué)反應(yīng)，使鋰電池在低至零下10攝氏度的情況下顯著提高充電效率。

研究報告的作者、密歇根大學(xué)機械工程和材料科學(xué)副教授尼爾·達斯古普塔說，這項研究表明能夠“在低溫下實現(xiàn)極快充電，而不犧牲鋰電池的容量”。

鋰電池的工作原理是通過鋰離子在電解質(zhì)溶液中兩個極板之間的移動產(chǎn)生能量。這個運動過程在溫暖的氣溫下非常活躍，但在寒冷的條件下，電解質(zhì)溶液變稠，阻力增加，從而延長了充電時間。

針對這個問題，電池制造商們已經(jīng)提出了幾種解決方案，包括增加電池中電極的厚度或改變電池結(jié)構(gòu)。但這些步驟并未解決這個問題。

在2020年發(fā)表的一項研究中，研究人員在電池內(nèi)部創(chuàng)造了他們所描述的鋰離子移動的新“路徑”。

為創(chuàng)造這些路徑，研究人員用激光在陽極的石墨層上打孔，從而使鋰離子移動速度加快。

這個早期的革新的確加快了充電速度，但隨著溫度的降低，鋰離子會沉積在陽極上，形成一個隔層，影響電極與電解液發(fā)生反應(yīng)。

該研究的合著者、密歇根大學(xué)高級研究員馬諾杰·詹吉德對此現(xiàn)象解釋道：“這一隔層影響了電極充電，降低了電池容量?！?/p>

新方法為了防止鋰離子的沉積，而在電池內(nèi)部涂上一層20納米厚的碳酸硼酸鋰。因為此前對固態(tài)電池的研究表明，這種材料可以提高離子輸送率。

研究人員表示，這種涂層與路徑技術(shù)的結(jié)合，可以使鋰電池在氣溫降至零下時的充電效率提高500%。使用這些技術(shù)改造的電池即使在零下的溫度下快充100次，也能保持97%的電池容量。

達斯古普塔說，雖然這項研究的范圍有限，但這些改變很容易在電池制造程序中實施，因此會產(chǎn)生廣泛影響。

達斯古普塔說：“我們認(rèn)為，電動汽車的電池制造商可以比較方便地采用這種方法，而無需對現(xiàn)有工廠進行重大改造?！保ň幾g/ 潘曉燕）