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可讓電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航1000公里的薄片式電池

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1710次  |  2019年02月24日  

科學(xué)家剔除封裝單個(gè)電池的外殼,用薄片式設(shè)計(jì)取代圓柱形設(shè)計(jì)。金屬片上涂有能源存儲(chǔ)材料,一側(cè)是正極一側(cè)是負(fù)極。根據(jù)AAA的報(bào)告,美國(guó)司機(jī)平均每天駕駛汽車行駛30英里(48公里),雖然電動(dòng)汽車充電一次的續(xù)航距離相當(dāng)于數(shù)字的3倍,不過(guò)還是有許多人不愿意購(gòu)買。


這就是所謂的“里程擔(dān)憂”問(wèn)題,汽油汽車仍然統(tǒng)治著公路,里程擔(dān)憂是主要的原因之一,不過(guò)一個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)試圖化解這個(gè)問(wèn)題。這就是所謂的“里程擔(dān)憂”問(wèn)題,汽油汽車仍然統(tǒng)治著公路,里程擔(dān)憂是主要的原因之一,不過(guò)一個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)試圖化解這個(gè)問(wèn)題。


德國(guó)工研院(Fraunhofer-Gesellschaft)移動(dòng)能源存儲(chǔ)系統(tǒng)項(xiàng)目經(jīng)理沃爾特(MareikeWolter)與一個(gè)團(tuán)隊(duì)攜手合作,正在研究一種新電池,它可以讓電動(dòng)汽車充電一次續(xù)航620英里(1000公里)。


沃爾特介紹稱,項(xiàng)目于3年前啟動(dòng),當(dāng)時(shí)德國(guó)工研院與同蒂森克虜伯系統(tǒng)工程(ThyssenKruppSystemEngineering)、IAV汽車工程的研究人員聚在一起,討論如何改進(jìn)汽車鋰電池的能源密度。他們將目光轉(zhuǎn)向了流行的全電動(dòng)汽車特斯拉,由此開(kāi)始研究。


特斯拉最新的汽車ModelS100D安裝100千瓦時(shí)電池組,續(xù)航里程約為335英里(540公里)。電池很大,約有16英尺長(zhǎng)、6英尺寬、4英寸厚。電池組包含了8000個(gè)鋰離子電芯,每一個(gè)都裝在圓柱外殼中,圓柱大約2-3英寸(6-7厘米)高,直徑0.8英寸(2厘米)。

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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%

沃爾特告訴LiveScience:“我們當(dāng)時(shí)就想,如果使用的空間與特斯拉電池是一樣的,但是能源密度更高,可以讓續(xù)航里程達(dá)到1000公里,那將是十分棒的一件事。”


她認(rèn)為,要達(dá)到目標(biāo)有一個(gè)辦法,那就是優(yōu)化電池材料,讓它存儲(chǔ)更多的能量;除此之外還有另一種辦法,那就是改進(jìn)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)。


每一個(gè)電芯大約50%的空間被組件占據(jù),比如外殼、正極、負(fù)極、電解質(zhì)(一種液體,讓帶電粒子移動(dòng))。如果將電芯裝進(jìn)汽車需要的空間更大,因?yàn)橐镁€將電池與汽車的電力系統(tǒng)連接起來(lái)。“


這種設(shè)計(jì)浪費(fèi)空間。”沃爾特說(shuō),“在系統(tǒng)中有許多不活躍的組件,在我們看來(lái),這是一個(gè)問(wèn)題。”于是乎,科學(xué)家決定調(diào)整電池的整體設(shè)計(jì)。怎么做的呢?科學(xué)家剔除封裝單個(gè)電池的外殼,用薄片式設(shè)計(jì)取代圓柱形設(shè)計(jì)。金屬片上涂有能源存儲(chǔ)材料,它是用粉末陶瓷和聚合物粘合劑制造的。金屬片的一側(cè)是正級(jí),另一側(cè)是負(fù)極。


研究人員將所謂的雙極性電極一個(gè)一個(gè)堆疊起來(lái),如同將一張張紙疊起來(lái)一樣,電極之間用薄薄的電解液分開(kāi),里面還有一種材料防止電荷短路。然后科學(xué)家將疊起來(lái)的薄片封裝,規(guī)格約為10平方英尺(1平方米),它的上部與下部與汽車電力系統(tǒng)連接。

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標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備

科學(xué)家的最終目標(biāo)就是開(kāi)發(fā)一個(gè)電池系統(tǒng),空間大小與特斯拉汽車或者其它電動(dòng)汽車的電池一樣。沃爾特稱:“在相同的空間內(nèi)我們可以放進(jìn)更多的電極,存儲(chǔ)更多的電能。”她還說(shuō),研究人員的目標(biāo)是在2020年之前在汽車上測(cè)試系統(tǒng)。

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