鉅大LARGE | 點擊量：287次 | 2023年07月04日
美研發(fā)新型電動汽車電池 能量存儲翻番
硅混合各種形式的碳，包括碳纖維和石墨，這些碳可以供應(yīng)一條途徑，讓電子穿過材料，彌合硅裂縫形成的空隙。電池組成本超過1萬美元，這就是最大的原因，使電動汽車的成本高過常規(guī)天然氣驅(qū)動的汽車。
恩維亞公司可能會解決一些關(guān)鍵問題，使電動汽車電池成本減少一半。來源：麻省理工科技創(chuàng)業(yè)
恩維亞公司（Envia）是一家新創(chuàng)公司，它的資金來自通用汽車公司（GM）和美國政府高級研究項目署能源處（ARPA-E：AdvancedResearchProjectsAgencyforEnergy），這家公司說，已制成一些電池，可以存儲能量是現(xiàn)在電動汽車的兩倍多。假如這項技術(shù)可以實用，那就可以使電池成本減半，電池是電動汽車中最昂貴的部件。
然而，仍有許多工作要做，之后，電池才可用于商用電動汽車。除其他優(yōu)勢外，它們的充放電次數(shù)也肯定可以提高一倍以上。
在高級研究項目署能源處年度峰會上，這項技術(shù)被突出介紹，峰會本周在華盛頓特區(qū)（Washington,D.C.）舉辦，部分是為了展示能源部做出的能源技術(shù)進步，能源部負(fù)責(zé)高級研究項目署能源處。能源部已受到指責(zé)，因為它曾給一些公司做貸款擔(dān)保，后來，那些公司宣布破產(chǎn)。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
恩維亞公司的技術(shù)所依賴的研究，始于美國能源部阿貢國家實驗室（ArgonneNationalLab），這項研究發(fā)現(xiàn)，有一種材料具有新的微觀結(jié)構(gòu)，有助于提高電池電極的存儲容量。
通用汽車公司和電池制造商LG化學(xué)公司（LGChem），正在使用雪佛蘭福特（ChevroletVolt）的某些方面的技術(shù)，也許會把阿貢國家實驗室的其他技術(shù)集成到電池中，用于下一代汽車。恩維亞公司改進了阿貢國家實驗室原有的技術(shù)，獲得了更高的能量密度。
使用阿貢國家實驗室的材料作為起點，研究人員系統(tǒng)測試了材料設(shè)計的變化，以提高實際工作電壓（這是一種很有效的方法，可以提高能量密度），同時處理已知的材料問題：就是其中的成分錳（manganese）傾向于離開電極，溶解在電池電解液中，隨著時間的推移，這就會減少存儲容量。為了實現(xiàn)這些目標(biāo)，研究人員把微量元素添加到材料中，而且開發(fā)出一些涂層，防止錳逃逸。
隨后，這家公司把注意力轉(zhuǎn)向相反的電極，這通常是用石墨（graphite）制成。研究人員決定使用硅，這就可以儲存更多的能量，但通常可進行的充電次數(shù)較少，因為它會膨脹和開裂。恩維亞公司解決了這些問題，他們使用多孔形態(tài)的硅，這就能更好地容忍擴張和收縮，他們也使硅混合各種形式的碳，包括碳纖維和石墨。碳意味著可以供應(yīng)一條途徑，讓電子穿過材料，彌合硅裂縫形成的空隙。研究人員也必須改進電解質(zhì)，防止它溶解在高電壓狀態(tài)的電池中。
為了開發(fā)這種材料，恩維亞公司采取了不尋常的做法，測試新的電極材料是在完整的電池中進行，既有電極也有電解質(zhì)。一般而言，研究人員測試電極材料是要孤立進行，以確定那些潛在屬性，如很高的儲能容量。但是，有時候，一些材料本身看起來很好，但卻不兼容電解質(zhì)或其他電極。另一方面，有些材料自身看起來不是很優(yōu)異，但卻可能會很好地匹配適當(dāng)?shù)碾娊赓|(zhì)。所以，恩維亞公司分批測試了1500個電池單元，每個單元都具有不同組合的電極和電解質(zhì)，以找到最佳組合。恩維亞公司制備這種電極和電解質(zhì)材料是手工進行。野貓發(fā)現(xiàn)技術(shù)公司（WildcatDiscoveryTechnologies）屬于《麻省理工科技創(chuàng)業(yè)》TR50最具創(chuàng)新性公司，它使用機器人系統(tǒng)，加快類似的過程。
在測試硬幣大小的小型電池后，恩維亞公司制成了足夠大的電池，可用于電動汽車。每塊重一公斤，可存儲400瓦時。商用鋰離子電池每公斤約存儲120至250瓦時。
低能量電池往往有安全功能，這使它們很有吸引力，可用于汽車。恩維亞公司總裁兼首席技術(shù)官蘇吉特庫馬爾（SujeetKumar）說，公司的電池已通過釘穿刺測試，這是電池安全性的一個關(guān)鍵測試。
因為這種材料可以用傳統(tǒng)設(shè)備制作，所以，它們可能比較容易商業(yè)化。庫馬爾說，恩維亞公司不打算自己生產(chǎn)電池，但要把它的技術(shù)授權(quán)給電池制造商，或創(chuàng)辦合資公司。
但是，這些電池還沒有準(zhǔn)備好用于電動汽車。為了匹敵車輛的使用壽命，就要在充電1000多次后，仍可保持原有存儲容量的80％。公司仍在測試這些新電池，但是，它們在充電400次以后，就會下降到72％的容量，庫馬爾說道。要解決這個問題，可能要大幅度改進電極。這些電池也必須通過其他一些性能和安全測試，之后才允許在車輛中使用。
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