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用有序阳极在5.6分钟内将锂离子电池充电至60%

技术工程 2022-06-01 21:53:52

lithium ion batteryCredit:pix abay/CC0 Public Domain一个隶属于中国多个机构的研究小组通过在锂离子电池的阳极添加铜涂层和纳米线来改善有序性,从而提高了锂离子电池的充电速度。他们的研究发表在《科学进展》杂志上。行业分析师认为,阻碍天然气汽车向电池汽车广泛转变的一个因素是电池充电时间。例如,一辆特斯拉汽车被发现需要近一个小时才能将电池从40%充到80%。在这项新的努力中,研究人员研究了更快充电的主要障碍之一,并修改了电池来解决这个问题。

加速充电的主要瓶颈之一是电池的阳极。大多数由石墨制成,并在无序的浆料中构建,研究人员指出,这不是传递电流的有效方式。他们还指出,除了材料排列的方式,还有它们之间的间隙大小问题。

为了克服这个问题,他们首先运行粒子水平的理论模型,以优化不同尺寸粒子的空间分布和电极孔隙率。然后,他们利用从模型中学到的知识,对标准石墨阳极进行了改进。他们给它涂上一层铜,然后在浆料中加入铜纳米线。然后,他们加热然后冷却阳极,将浆料压缩成更有序的材料。

他们将阳极固定在标准锂离子电池上,然后测量充电所需的时间。他们发现,他们能够在短短5.6分钟内将电池充电至60%(相比之下,没有改变的对照电池只能充电40%),并在短短11.4分钟内将电池充电至80%。他们没有测试充电到100%需要多长时间,因为不建议这样做。研究人员没有透露他们是否已经估算出在阳极中添加铜会增加多少电池的价格。

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