高速充电技术 有望走向市场

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2009-6-12 16:30:52 关注率:

  一种经过改良的阴极能够保证锂电池在几秒钟内充电完毕,并以同样的速度放电,这项技术无疑为电动车提供了一个快速的储备能源。此外,这项新技术所依赖的材料正在进行商业化。因此这种高速充电技术有望在未来几年内走向市场。

  现在市面上已有若干种锂离子电池。这种电池能够在单位重量下携带最多的能量——通常用于笔记本电脑和手机,它们主要由锂钴氧化物制成。但是这种化合物比较昂贵,从而导致锂电池在某些应用中——例如混合动力汽车——显得价格过高。如今,由锂铁磷酸(LiFePO4)制成的电池有可能改善这种情况,这是因为这种结合物的价格相当便宜。但是它无法储存足够多的电量,并且充电和放电的速度较慢。

  之前有研究人员尝试将LiFePO4加入到锂电池的电极、确切说是阴极当中。当电池放电时,这是将储存在电池中的化学能转化为电能的最后一步。这种阴极由LiFePO4的微小颗粒构成,并且使锂离子在这些微粒的内部无规则地摆动。美国剑桥市麻省理工学院(MIT)的材料科学家Gerbrand Ceder和同事之前通过计算机模型发现,锂离子一旦找到一个入口,便会迅速钻入这些微粒。然而它们往往只是在这些微粒的表面徘徊,难以找到一个真正的入口。

  电池制造者们最近通过在LiFePO4微粒的表面覆盖上一层碳,从而部分解决了这一难题——这将帮助锂离子这些微粒的表面更加迅速地移动,并最终找到一个入口。如今,Ceder和他的学生Byoungwoo Kang在此基础上进行了新的改良:将微粒表面的碳外衣转换为由磷酸锂制成的传导性更佳的玻璃样材质。Ceder解释说,结果表明,由新材料制成的小电池能够在短短的9秒钟内放电完毕,这比没有玻璃外衣的LiFePO4电池的放电速度快了30倍,更比商用锂电池快了100倍。

  美国加利福尼亚州劳伦斯·伯克利国家实验室的材料科学家及电池专家Marca Doeff表示:“这真是一个非常棒的概念。”由于LiFePO4非常便宜,并且化学属性和热属性都很稳定,因此能够为混合动力汽车带来福音——在汽油动力下快速为它们的电池提供能量。这项技术同时还为新一代充电电池的诞生铺平了道路,这种电池能够在几分钟内充电完毕,而不必再像现今的电池那样需要充电几个小时。Ceder表示,他的研究团队已经允许两家公司使用这项技术,以便使其尽快商业化。

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