充电11分钟续航400公里，nature刊发锂电新研究：只用加一层薄镍箔-全讯新

原标题:《充电11分钟续航400公里！发表了中国教授nature关于锂电池的新研究:只加了一层薄薄的镍箔。

电动汽车电池快充技术取得重要突破！

新能源汽车快充时代的先驱之一，宾夕法尼亚大学教授王朝阳和他的团队开发了一种新方法，使电池充电速度突飞猛进:

在普通电动车电池上加一层薄薄的镍后，只需要10分钟左右就能充满70%。

而且，这种电池的循环寿命高达2000次以上:

根据研究小组的估计，这相当于在每个电池的寿命内最多跑50万英里。

要知道，虽然电动汽车势头正盛，但到目前为止，其充电效率还是让很多车主觉得远不理想:

市面上最先进的机械车快速充电需要45到60分钟。

因此，王朝阳团队的这一新成果无疑让电动汽车向真正的理想快充迈进了一大步！

日前，相关研究论文发表在《自然》杂志上。

ieee调查显示，使用这种快速充桩技术，将是动力电池小型化，解决新能源汽车电池供应，原材料缺乏，成本等问题的最有效手段之一。

那么这个研究团队是如何让电池充电速度飙升的呢。

1分钟，充电70%

在这项研究开展之前，王朝阳院士根据以往的成果指出:

电池在较高的温度范围内工作最好，但不能太热。

所以研究人员要做的一件事就是把电池的温度控制在一个准确的范围内但这也是一个难点

王朝阳说，在早期，他的团队一直通过庞大的外部加热和冷却系统来调节电池温度，这些系统反应缓慢，浪费了大量能源。

这次他们主要从电池内部入手，通过电池内部的材料来调节它的温度。

他们选择了富含镍的层状氧化物作为电池的阳极。

这种材料具有比容量高，放电电压高，成本相对较低的优点，因此成为开发新一代高能量全固态锂电池的潜力股。

可是，nmc811和固体电解质之间存在严重的表面电化学，化学和电压不相容问题。

为了改善这些问题，提高充电速度，研究人员主要从三个角度进行调整:

他们采用了一种叫做atm的方法，将阳极的孔隙率调整得更大，将电解液升级为复盐电解液。

下面详细说说atm。

这里的atm不是atm，而是一种不对称的温度调节方式。

通过这种方法，一方面可以使电池快速预热，然后在高温下快速充电，利用热增强电化学和传输过程可以消除锂涂层。

快速充电过程中容易形成锂涂层，带来很多负面影响，如电池容量快速损失，甚至存在安全隐患。

所以消除它会减少很多负面影响。

另一方面，atm法也有利于电池的长期稳定性，或延长电池寿命。

具体来说，锂离子电池在工作过程中，阳极表面会形成一层薄薄的电解液还原产物sei，可以阻止电解液进一步分解，稳定电极与电解液的边界。

所以sei是电池稳定性和寿命的重要指标。

但由于电池使用过程中高温的影响，sei层会慢慢降解，导致电池容量损失。

而atm法，电池只有在预热和快速充电时处于60℃左右的高温，其他时间温度迅速下降，从而减缓sei的退化速度，延长电池寿命。

实验结果表明，如果以每秒4库仑的速度将锂电池充电至其最大容量的75%，锂电池可以正常重复使用900次以上。

如果充电率相同，每次达到70%需要11分钟左右，可重复使用2000次以上。

在70%充电的情况下，该车续航里程可达400公里。

该研究人员在论文中写道，充电11分钟，单次续航400公里，可重复2000次以上的结果打破了之前的所有记录。

王朝阳:开启新能源汽车快充时代

让我们来谈谈王朝阳院士的一篇论文。

1984年至1987年，王朝阳先后获得浙江大学热物理工程专业本科和研究生学位，硕士期间师从中国著名传热专家涂传静教授。

他目前是美国国家发明家学会的成员和宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程系的讲座教授他的研究领域包括燃料电池和二次电池

到目前为止，王朝阳已经发表了150多篇文章，拥有16项美国专利，并撰写了许多书籍和评论，被sci引用超过4500次。

此外，事实上，自2016年以来，王和他的团队已经在锂离子电池内部添加了镍箔，以加热它们，帮助它们在寒冷的环境中表现更好。

上面提到的atm方法是他们在2019年提出的。

随后，他们实现了当时动力电池极速充电的最佳实验结果——210 wh/kg。

wh/kg是电池质量能量密度的单位，代表每千克电池器件所能提供的能量。

理论上，电池的质能密度越高，性能越好。

在新的研究中，他们还使用镍箔加热电动汽车电池，提高其性能，并再次取得进展:

最新结果显示，这种超快充电电池的质能密度达到了265wh/kg。

目前，研究团队正在与ec power讨论合作，预计这种电池将在两年内实现产业化。

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