「技术力量」电动汽车10分钟极速充电技术问世宾夕法尼亚州立大学的科学家

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宾夕法尼亚州立大学的科学家已开发出10分钟内对电动汽车充电完毕的技术。

宾大机械工程学系主任，化学发动机中心主任，化学工程学教授，材料科学与工程学教授王朝阳说（Chao-YangWang）说：“我们证明了可以在10分钟内给电动汽车充满电，然后行驶200至300英里（321公里到482公里）里程。而且我们可以做到维持2500个充电周期，相当于50万英里（804672公里）的行程。 ”

锂离子电池在环境温度低于50华氏度（10摄氏度）的条件下快速充电时会降解，因为锂离子不是以平滑的方式插入到碳阳极中，而是以尖峰形式沉积在阳极表面上。这种锂电镀会降低电池容量，同时也会引起不安全的电池状况。

无论是通过外部还是内部加热方式加热到超过锂电镀??阈值的电池，都不会显示出过载的痕迹。

研究人员之前已经开发出了可以在15分钟内在50华氏度下（10摄氏度以下）充电的电池。在较高温度下充电会更有效，但是长时间的高温也会使电池退化。「技术力量」电动汽车10分钟极速充电技术问世

王朝阳教授说：“快速充电是广泛普及电动汽车的关键。 ”

王朝阳教授和他的团队意识到，如果电池在10分钟内加热到140华氏度（60摄氏度），然后迅速冷却到环境温度，则不会形成锂尖峰，也不会发生电池的热降解。「技术力量」电动汽车10分钟极速充电技术问世

10月30日的《焦耳》科学期刊发表了这份报告。

王朝阳教授说：“在电池领域，严禁将电池置于摄氏60度的极端温度位置。它的温度太高了，被认为会对材料构成危险，并且会大大缩短电池寿命。 ”

这种电池是一种自热电池，使用薄镍箔，一端连接到负极端子，另一端延伸到电池外部以形成第三端。连接到开关的温度传感器使电子流过镍箔，从而完成电路。这会通过电阻加热迅速加热镍箔，并加热电池内部。

该电池可在高温下充电以提高反应速率，但在放电过程中仍可保持电池凉爽，显示出在10分钟内为电动汽车增加321公里续驶里程的潜力。

王朝阳教授说：“除了快速充电外，这种设计还使我们能够将电池的暴露时间限制在升高的充电温度下，从而产生了非常长的循环寿命。关键是要实现快速加热，否则，电池将在高温下停留太长时间，从而导致严重退化。 ”

他解释说，电池的快速冷却将使用汽车中设计的冷却系统来完成。从60摄氏度到大约23.8摄氏度的较大差异也将有助于提高冷却速度。

为了缩短加热时间并在均匀的温度下加热整个电池，王朝阳教授及其同事配备了一种锂离子电池设计，该电池具有自加热镍结构，可在不到30秒的时间内预热。为了测试他们的模型，他们使用各种冷却策略为三个用于混合动力电动汽车的石墨袋式电池分别在40摄氏度， 49摄氏度和60摄氏度以及20摄氏度的对照下充电，以维持恒定的充电温度。为了确认没有发生锂尖峰，他们随后将电池完全放电并打开进行分析。

研究小组发现，预热到60摄氏度的电池可以维持极快的充电过程达1700个循环，而控制单元只能保持60个循环。在49至60摄氏度的平均充电温度下，该研究未观察到任何锂尖峰。研究人员还观察到，升高的充电温度大大降低了将电池保持在初始温度所需的冷却。

王朝阳教授说：“10分钟充电完毕是未来的趋势，对于使用电动汽车至关重要，因为它解决了充电时间的焦虑。 ”