原作者:吳志奇|來自:愛范兒充電10分鐘，行駛480公里？聽起來有點不切實際。畢竟現在特斯拉ModelS充滿電要40分鐘左右，唯一可以充電15分鐘達到400公里的商用汽車似乎也只有保時捷Taycan。但賓夕法尼亞州立大學的工程師公布了一種新型鋰離子電池設計：通過熱刺激快充技術，讓電池充放電的性能極大增強。▲圖片來自：《Joule》這種新的電池設計，還得從當前鋰電池充電的缺陷講起。這個缺陷就是——快速充電和電池壽命不可兼得。市面上安裝鋰離子電池的電動汽車，一般都在相同溫度下充電和放電，但要實現較低溫度下快速充電有很大風險，這會讓電池內部很容易形成析鋰。它就像一種「電池斑塊」，日益堆積就會嚴重降低鋰離子電池的容量，從而影響性能和壽命，還可能產生安全問題。所以，賓夕法尼亞州立大學的研究人員嘗試用「高溫快速充電」來避免這個缺陷。為了加熱電池，并達到適當的溫度，研究人員直接選用市面可售的鋰離子電池，然后將50微米厚的鎳箔插入電極層中，充電期間，裝有薄鎳箔的電池的溫度會迅速提高到60攝氏度，外殼能在30秒內預熱，并均勻地加熱到電池內部，然后使用時電池將迅速冷卻至環境溫度。這樣不僅不會產生大量的金屬鋰，還將充電速度提升了幾倍。▲圖片來自：《Joule》但值得注意的是，這個過程中必須要快速加熱，因為電池在高溫下停留太久時間也會嚴重退化。測試后，研究人員表明，他們的熱充電電池可以在10分鐘內為電動汽車充滿電，行駛里程達到300到480公里，并維持2500個充電周期，這相當于14年或大約750000公里的使用壽命。核心成員賓夕法尼亞州立大學教授王朝陽博士說道：它推翻了一個古老的想法——即不應在高溫下對鋰電池充電，因為會降低電池質量。相反，研究結果表明，短暫的高溫充電所帶來的好處遠大于負面影響。長期以來，電動汽車的電池焦慮一直是影響人們使用它的主要原因之一。為了讓人們在長途旅行中減少充電的煩惱，提供快速便捷的充電方式，政府和各大汽車公司都在嘗試找到更好的方法。王朝陽博士表示：10分鐘充電是未來的趨勢，這對于電動汽車至關重要，因為它解決了人們對于電動汽車的焦慮癥。▲圖片來自：unsplash值得期待的是，該團隊正在進一步研究五分鐘內為電動汽車電池充電的設計。但研究人員表示，除了用到上述他們發明的自熱結構之外，還需要在電池中加入高度穩定的電解質和活性材料。而在該設計未來的商業化上，研究人員說道，因為實驗使用的都是市面在售的組件，所以這種技術簡單而易于擴展；因為加熱的鎳結構能夠抵消對外部加熱器的需求，所以電池的生產成本也會降低，在電池冷卻上，還可以直接使用汽車自己的冷卻系統；熱刺激快充技術基本上也不需要工業化前的改進了，可以直接使用。▲圖片來自：unsplash不過美國化學學會成員RickSachleben認為，擴大設計規模并將其推向市場可能需要十年時間。因為制造商必須確保迅速升高的溫度是安全且穩定的，并且在傳遞大量能量的情況下不會導致爆炸。這些都需要極其慎重地考慮，并不斷進行測試。畢竟對于汽車來說，技術進步固然重要，人身安全才是第一。題圖來自：unsplash