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新电池:单次充电续航里程约620英里图片切丁机

2020-01-14

根据AAA的统计,美国人平均每天驱车约30英里(48公里),但许多人仍然不愿意购买可以单次充电可行驶3倍距离的电动汽车。这种所谓的里程焦虑是汽油动力车辆仍然统治道路的一个原因,但科学家团队正在努力缓解这些担忧。德国德累斯顿Fraunhofer-Gesellschaft的移动能量存储系统项目经理Mareike Wolter正在与一个新的电池团队合作,他们给出的电动汽车的续航里程约为620英里(1000公里)。Wolter说,该项目大约在三年前开始,当时弗劳恩霍夫的研究人员以及蒂森克虏伯系统工程公司和IAV汽车工程公司的研究人员开始集思广益地研究如何提高汽车锂电池的能量密度。他们转向流行的全电动汽车特斯拉,作为起点。特斯拉的最新车型,Model S 100D拥有一个100千瓦时的电池组,据报道,它的续航里程为335英里(540公里)。包装很大,约16英尺长,6英尺宽,4英寸厚。它包含超过8,000个锂离子电池,每个单独封装在一个圆柱壳内,高度为2至3英寸(6至7厘米),周长约0.8英寸(2厘米)。“我们认为如果我们可以使用与特斯拉电池相同的空间,但提高能源密度,最后可以驱动1000公里,这将是很好的,” Wolter告诉Live Science。她说,这样做的一个方法是改进电池内部的材料,以便能够储存更多的能量。而另一种方式将是改进整个系统的设计,沃尔特说。每个电池的近50%都用于诸如外壳,阳极(电池的负极),阴极(电池的正极端子)和电解质(运送带电粒子的液体)的组件。汽车内需要额外的空间来将电池组连接到车辆的电气系统。Wolter 说,“这太浪费空间了,从我们的角度来看,系统中有很多非活动组件,是有问题的。”他们说,科学家决定重新进行整体设计。

电极堆叠示意图

为了做到这一点,他们摆脱了包围单个电池的外壳,并转向薄而片状的设计而不是圆柱体。它们的金属片材涂覆有与聚合物粘合剂混合的粉末状陶瓷制成的储能材料。一侧用作阴极,另一侧用作阳极。研究人员将这些所谓的双极电极一个接一个的堆叠起来,就像一沓纸,将电极与电解液分离开来,并避免整个系统电荷短路。“一沓纸”密封在约10平方英尺(1平方米)的包装内,顶部和底部的接触点连接到汽车的电气系统。研究人员说,目的是建立一个适合与特斯拉车辆或其他电动车辆相同空间的电池系统。Wolter 说,“在同样的空间,我们可以放置更多的电极储存能量,”她补充说,研究人员计划要在2020年之前在汽车上进行测试。

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