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美研發電動車新自熱充電池 10 分鐘完成充電行 400 公里

2021/1/19 — 19:22

圖片來源:CHAO-YANG WANG'S LAB, PENN STATE

圖片來源:CHAO-YANG WANG'S LAB, PENN STATE

電動車的最大限制是充電池的續航能力。最新刊於《自然能源》的美國研究則指,正研發續航里程超過 400 公里的磷酸鐵鋰 (Lithium iron phosphate) 電池,可在 10 分鐘內完成充電,令車主不用再擔心駕駛時的充電問題。

該個賓州州立大學機械工程學系團隊在新聞稿指,團隊為大眾市場電動車開發了一種非常聰明的電池,其成本與傳統車輛相若,電池使用壽命更可達到 402 萬公里,而且電池重量與體積也減少。

團隊指,電池的長壽命和快速充電關鍵是電池能夠快速加熱至 60°C 進行充電和放電,然後在電池不運作時冷卻下來。領導研究的王朝陽教授又表示,非常快的充電速度令團隊能夠縮減電池的尺寸。

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該電池採用了先前王朝陽團隊開發的自加熱方法。自熱電池使用薄鎳 (nickel) 片,一端連接到負極,另一端延伸到電池外部以形成第三極。電子一旦流動,就會通過電阻迅速加熱鎳片,並令電池內部暖化。一旦電池內部溫度達 60°C ,開關就會打開,電池亦會準備好快速充電或放電。

團隊指這種自熱方法,可將低成本材料用於電池的正極和負極,以及安全的電壓電解液。陰極是熱穩定的磷酸鐵鋰,其中不包含例如鈷的任何昂貴且關鍵材料;正極則由非常大的石墨塊製成,石墨亦是一種安全、輕便且便宜的材料。團隊解釋,由於電池會自熱,不必擔心鋰在正極上的不均勻,非常安全。

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王指,這種對主流消費大眾市場有利的電池,在加熱時可以產生大量電能,約是 40 千瓦時,而裝有這種電池的電動車可在 3 秒內由零加速至時速 96.6 公里。

來源:
Penn State News, Inexpensive battery charges rapidly for electric vehicles, reduces range anxiety, 18 January 2021

報告:
Yang, XG., Liu, T. & Wang, CY. (2021). Thermally modulated lithium iron phosphate batteries for mass-market electric vehicles. Nat Energy. Doi: 10.1038/s41560-020-00757-7

文/Alan Chiu

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