
快速充电的可用性将是电动汽车采用的最大驱动力之一。目前的公共直流充电桩可以为车辆充电,最高可达 80%在半小时到一小时内完成 - 与内燃机汽车几分钟的加油时间相比,这仍然是一个相当长的时间。目前,多家制造商和开发商正在努力实现快速充电。为电动汽车电池快速充电的技术终于准备好了吗?
多快才算快?
根据电池以及充电器的不同,对一个典型的60千瓦时电动车电池的充电时间可以从30分钟到8小时不等。在城市地区,汽车可以在家里或商业停车场充电,这可能看起来不是那么麻烦,因为汽车可以在工作时或在家里过夜时充电。然而,在充电器可能很少的地方,这个数字可能是令人沮丧的。
在整个行业中,研究人员和制造商正试图将充电时间减少到至少10分钟,一些雄心勃勃的人的目标是5分钟;后者将使电动汽车的充电时间与传统汽车的加油时间相当。
为什么快速充电一直难以确定?
作为电化学电池,电池的稳定性由材料、温度、使用情况等多种因素决定。如果保养不当,电池会很快老化和报废;快速充电会加速电池老化的过程。
A 研究 加州大学河滨分校的一项实验就发现了这一点。在使用电动汽车快速充电的行业标准程序对电池进行充电后,他们发现,仅在 40 个充电周期后,电池容量就减少了多达 40%。电动汽车电池容量低于 80% 即被视为报废,因此他们发现电池在 25 个循环后就几乎无法使用。循环 60 次后,电池甚至会裂开。
为什么会出现这种情况?快速充电会迅速增加电池的内阻,这意味着电池的可用容量会下降。其中一个原因是锂镀层的形成,锂在此过程中会附着在阳极上,从而损害电池的完整性。此外,当充电功率增加时,电池内部的热量也会增加。这会导致气体积聚,使电池膨胀,最终导致起火或爆炸。
为使快速充电成为可能,正在做什么?
由于这些原因,必须在多个方面做出改变,以使快速充电成为可行。实现这一目标的方法之一是通过替换电池内的某些材料。
为了创造他们的快速充电电池,以色列公司StoreDot专注于更新电池化学成分以支持它。大多数常见的锂离子电池使用石墨阳极。该公司使用 锗基纳米颗粒 这有助于解决安全、电池循环寿命和肿胀方面的问题。该电池设计已经在消费产品、无人机和两轮电动车上进行了测试。StoreDot公司还生产了电池,以展示电动汽车的快速充电能力。
另一个正在进行的快速充电项目是来自宾夕法尼亚州立大学的工程师,他们设计了一个 磷酸铁锂电池,只需10分钟就能充电.该电池利用自我加热的方法,将电池加热到140华氏度,以促进充电过程。研究人员还用低成本的材料设计了该电池,以便使其适合大众市场。
随着电池和充电技术的不断改进,电动车快速充电可能很快就会广泛使用。虽然仍有其他变化,如建设基础设施以支持快速充电,但这离交通去碳化又近了一步。
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