哈佛大学固态电池大突破,充电只需10分钟,寿命300万公里,最高750万公里

徒途科技 2024-01-12 21:34:37

固态电池大突破,充电只需10分钟,循环次数可增至6000次,寿命300万公里,最高750万公里。

充电汽车里程短的问题一直困扰着不少车友,近日,哈佛大学的SEAS(应用科学学院)和约翰·A·保尔森工程宣布,他们的工程人员,已经研发出了一种新的锂金属固态电池。

这种固态电池的可循环次数大幅度增加,可循环6000次,并在短暂的十分钟内便可完成充电,其效率比其他类型的袋式电池高数倍。

固态电池大突破

量子景观公司一直被称为美国固态电池的“三驾马车之一”,于近日,其对外宣布,公司研发的新固态电池已经在德国大众公司通过严苛的耐久性测试,公里数长达50万公里,实验结果大获成功。

1月3日,PowerCo作为大众旗下的子公司发布关于固态电池的新报告。

报告称,他们公司与QuantumScape合作研发的无负极固态电池样本,通过测试,已经能够达到充分放电1000次,且不会让电池老化,使电池容量一直保持在95%。

此实验获得成功,意味着电车在行驶50万公里后,续航能力也不会出现衰减现象。

除QuantumScape外,比亚迪、蜂巢电池、宁德时代等在2023年的年中也曾回应过关于固态电池的问题。

比亚迪称,他们的固态电池能够支持汽车行驶120万公里,充放电3000次以上;蜂巢电池也说自己的无钴电池能够拥有15年以上寿命或行驶里程可达120万公里;

相较两者,宁德时代则表示,公司目前可投入生产的最新款电池寿命最长可达16年,行驶总里程为200万公里,并且此电池目前已经可以开始接受订单开始生产。

就在各大公司皆对自己公司生产的最新固态电池做出声明后不久,特斯拉的全球副总陶琳也在微博公布了特斯拉的新品动态。

据说,特斯拉再次攻克技术难关,已经研发出全球行驶里程最长的汽车,其总行驶里程能够达到190万公里以上。

综合市场上的固态电池情况来看,目前大部分的固态主流电池的总行驶里程数大概在120万-160万公里之间,三元锂电池的循环充放电次数约为2000次左右,硫酸铁锂电池则大约在3000次。

在近期的《自然材料》杂志上,哈佛大学的工程与应用科学学院公布了自己最新的科研成果。

他们发现了一种用锂金属阳极制造固态电池的新办法,这种新型电池不但可以承受6000次以上的循环充放电,还能在短短几分钟内就将电池充满,并且行驶里程数能够高达300万-600万公里。

什么是锂金属阳极电池

锂金属阳极电池可以说是电池界的钻石王者,目前市场上所用的商用石墨阳极的容量仅是它的十分之一,锂金属阳极电池投入使用后,将能大幅度提升电动汽车的续航能力。

当然,锂金属电池在生产方面还面临着重重难题,比如阳极表面容易形成枝晶,导致电池在使用过程中短路或者起火。

这是为什么呢?

电池在充电期间,锂离子会从正极向负极移动,在电镀过程中附着在阳极表面,而这个过程会使得阳极表面不均匀,枝晶便是在这样的情况下产生。

因为阳极表面不均匀,阳极上的锂金属的脱离过程便会变得很慢,形成凹坑,一次次的充电过程中这种不均匀会逐渐叠加,以至锂金属电池短路或起火。

为解决这个问题,各国科学家不断研究。

2021年,李欣团队提出了新的方案,他们在阴极和阳极间添加了不同稳定性的材料,制作出了一种多层电池。

李欣团队将能够约束锂化反应的微米级硅颗粒加入到阳极中,成功阻止了枝晶的产生,微米级硅颗粒能够让锂金属的电镀过程变得匀称形成厚层。

此研究结果表示,因为阻止了枝晶的产生,锂金属的电镀过程和剥离过程能够在平坦的表面上快速发生,所以锂金属阳极电池能够以极快的速度,在10分钟内便完成充电。

固态电池的未来

随着科技的快速发展,固态电池的使用已经成为未来的主流趋势。它与传统电池有着本质上的区别,固态电池使用固体电极与固体电解质,使得电池的适用材料体系发生了质的改变,且提升了电池的能量密度。

在新能源电动汽车盛行的如今,固态电池一直被予以众望,各大厂商也在不断搞研发。其实早在三十年前,美国的橡树岭国家实验室就已经公布研发出了固态电池,但时至今日,固态电池也未能实现大规模量产。

固态电池虽然拥有诸多优势,但因为其制造成本昂贵、本身仍具有许多技术难题、质量控制要求极为严格、生产工艺复杂严苛,未来几年若想大规模量产还存在一定难度。

0 阅读:44

徒途科技

简介:触摸科技,发现未来,我们一同探讨科技带来的魅力。