「经验分享」3分钟充满电 使用寿命20年:华裔科学家发明电动车新电池

  一种“改变游戏规则”的电动汽车(EVs)新电池,可在3分钟内充满电,使用寿命可达20年,很快就会应用在新车上。位于美国马萨诸塞州沃尔瑟姆的初创公司Adden Energy已经获得了许可证和515万美元的资金,以大规模建造适合电动汽车的电池设计。

  据报道,这项新技术是由哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)的华裔科学家李鑫(音译)和同事们研发的,这是一款锂金属电池,而不是市场上已经采用的锂离子电池。

  锂离子电池会随着时间的推移而退化,最多维持7或8年。

  锂离子电池会随着时间的推移而退化,最多维持7或8年。虽然锂离子电池可以被替换,但它们可能要花费数千英镑,这意味着用户通常最好购买一个全新的电动车。

  但是,这种新的固态锂金属电池可以将电动车的寿命提高到与汽油柴油车相当的长度,长达20年,在这期间不需要更换电池。

  据悉,在实验室里,该团队的电池原型已经实现了最快3分钟的电池充电速度,在使用寿命期间可进行超过1万次循环。

  Adden Energy公司由李鑫与威廉·菲茨休和叶璐菡(音译)于2021年共同创立,他们都是李鑫在哈佛大学实验室的研究生,对该技术的开发做出了贡献。

  这家初创公司的目标是将电池的规模扩大到手掌大小的“小袋电池”,其组件被包裹在铝制涂层的薄膜中,然后在未来三到五年内实现全面的汽车电池。

  李鑫表示,固态电池是车辆电动化的必经之路。

  与传统的锂离子电池相比,锂金属电池在相同的体积下能容纳更多的能量,并且只需很短时间就能充电。

  锂金属电池使用纯金属形式的锂,在相同的体积下能容纳更多的能量,并且只需很短时间就能充电。

  锂金属电池使用纯金属形式的锂,而不是锂离子电池中使用的锂化合物。同时,“固态”是指使用固体电极和固体电解质,而不是锂离子电池中的液体或聚合物凝胶电解质。

  电池有三个主要组成部分:阳极、阴极和电解质。电解液(通常是一种化学品)将阳极和阴极分开,并在两者之间移动电荷流。锂离子电池在充电时将锂离子从阴极转移到阳极。

  但是,当阳极由锂金属制成时,表面会形成针状结构,称为“树突”。这些结构像树根一样生长到电解液中,并刺穿了分离阳极和阴极的屏障,导致电池可能起火。

  为了克服这一挑战,李鑫和他的团队设计了一种多层电池,在阳极和阴极之间夹上不同的材料,具有不同的稳定性。通过新的结构和材料设计,在树枝状物造成损害之前就阻止了它们的生长。

  叶璐菡表示,该设备可以在很长的使用寿命内保持其高性能。

  Adden Energy的首席执行官菲茨休表示,车辆的完全电动化也是为应对气候变化所能采取的最有意义的步骤之一。

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