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2024-02-21 18:06:23

延长一倍续航!新技术能否解决电动车“燃眉之急”

汽车是现代社会中重要的交通工具,它改变了我们的生活方式,带动了城市的经济运作,并且直接或间接的影响着经济以及现代工业的发展。对于大多数人来说,无论是自驾还是公共交通,汽车仍是一种无法被完全取代的出行媒介。
 

  而随着电动汽车的出现,原本燃油汽车存在的污染问题似乎也逐渐开始得到解决。并且在连续几年高速发展的刺激下,电动车在能源清洁方面的优势凸显的也越发明显。然而即便如此电动汽车在大部分时候依旧无法撼动燃油车的地位,究其原因,其中之一便是电动汽车无法规避“里程焦虑”。
 

  电池本身的技术瓶颈是限制电动汽车完成突破的一个要素,而“里程焦虑”是一个较为直观的影响,目前大部分电动汽车的续航里程很难达到500千米,并且能源耗尽后,即便是快充,充满也需要1到2小时。而燃油车大部分满油里程都在500千米以上,即便是微型车,也有400千米左右的续航能力,并且即便油箱耗尽,充满也只需要数分钟。并且在如今加油站部署完善的大背景下,给车加油大多数时候都比充电方便。这也是为什么,即便不是在极端环境下,长途出行,燃油汽车依旧比电动汽车有优势。
 

  但是最近一项技术,却有望解决电动汽车的“燃眉之急”,虽然没有办法实现更快速度的充电,但是却有办法让电动汽车续航延长一倍,使其具备新的行驶优势。
 

  根据德国《先进科学》杂志上发表的研究成果,研究人员利用微小的硅颗粒和凝胶电解质,开发出锂离子电池中硅阳极的高充电能力,理论上可以让锂电池的能量密度提升约40%,在获得更大的电容量同时保持高效的电量传输。理论上可以帮助电动汽车实现1000千米的续航能力。
 

  而回到研究内容本身,这项技术的出现,本身解决了一个电池发展的重要难题——膨胀体积造成电池损坏。事实上,硅凭借10倍于石墨阳极的锂离子容纳能力,很早就成为了锂离子电池阳极的候选材料。之所以一直没有发展起来,是因为在充电的同时,硅会产生明显的体积膨胀,满电情况下大概能够达到原本的3倍,这种现象很容易损坏电池,造成安全问题。
 

  在新研究中,研究团队使用了与弹性凝胶电解质相连的微米级硅颗粒,这种电解质可以分散由硅阳极体积膨胀所产生的内应力,减轻硅膨胀时发生的一些开裂现象。使得电池容纳的锂离子数量得到提升的同时,又有效的避免了体积膨胀造成电池老化损坏情况的发生。提高硅电极的结构稳定性同时完成了能量密度的提升。
 

  更重要的一点是,这种技术理论上适用于大部分锂电池供电的电子产品。不过现阶段来说,这种技术还只是停留在实验室研发阶段,还有一个根本问题需要解决——成本。不过与此前关注程度颇高的纳米硅颗粒相比,这种技术已经展现出了不错的成本效益,并且和现在的主流生产线生产模式适配性更高,或许未来,随着技术的成熟与转化,这种更高能量密度的锂电池,真的会出现在我们的生活中。


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