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延長一倍續(xù)航！新技術能否解決電動車“燃眉之急”
2024年02月21日 10:32:45
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：6787
汽車是現(xiàn)代社會中重要的交通工具，它改變了我們的生活方式，帶動了城市的經(jīng)濟運作，并且直接或間接的影響著經(jīng)濟以及現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展。對于大多數(shù)人來說，無論是自駕還是公共交通，汽車仍是一種無法被完全取代的出行媒介。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】汽車是現(xiàn)代社會中重要的交通工具，它改變了我們的生活方式，帶動了城市的經(jīng)濟運作，并且直接或間接的影響著經(jīng)濟以及現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展。對于大多數(shù)人來說，無論是自駕還是公共交通，汽車仍是一種無法被完全取代的出行媒介。
而隨著電動汽車的出現(xiàn)，原本燃油汽車存在的污染問題似乎也逐漸開始得到解決。并且在連續(xù)幾年高速發(fā)展的刺激下，電動車在能源清潔方面的優(yōu)勢凸顯的也越發(fā)明顯。然而即便如此電動汽車在大部分時候依舊無法撼動燃油車的地位，究其原因，其中之一便是電動汽車無法規(guī)避“里程焦慮”。
電池本身的技術瓶頸是限制電動汽車完成突破的一個要素，而“里程焦慮”是一個較為直觀的影響，目前大部分電動汽車的續(xù)航里程很難達到500千米，并且能源耗盡后，即便是快充，充滿也需要1到2小時。而燃油車大部分滿油里程都在500千米以上，即便是微型車，也有400千米左右的續(xù)航能力，并且即便油箱耗盡，充滿也只需要數(shù)分鐘。并且在如今加油站部署完善的大背景下，給車加油大多數(shù)時候都比充電方便。這也是為什么，即便不是在極端環(huán)境下，長途出行，燃油汽車依舊比電動汽車有優(yōu)勢。
但是最近一項技術，卻有望解決電動汽車的“燃眉之急”，雖然沒有辦法實現(xiàn)更快速度的充電，但是卻有辦法讓電動汽車續(xù)航延長一倍，使其具備新的行駛優(yōu)勢。
根據(jù)德國《先進科學》雜志上發(fā)表的研究成果，研究人員利用微小的硅顆粒和凝膠電解質，開發(fā)出鋰離子電池中硅陽極的高充電能力，理論上可以讓鋰電池的能量密度提升約40%，在獲得更大的電容量同時保持高效的電量傳輸。理論上可以幫助電動汽車實現(xiàn)1000千米的續(xù)航能力。
而回到研究內(nèi)容本身，這項技術的出現(xiàn)，本身解決了一個電池發(fā)展的重要難題——膨脹體積造成電池損壞。事實上，硅憑借10倍于石墨陽極的鋰離子容納能力，很早就成為了鋰離子電池陽極的候選材料。之所以一直沒有發(fā)展起來，是因為在充電的同時，硅會產(chǎn)生明顯的體積膨脹，滿電情況下大概能夠達到原本的3倍，這種現(xiàn)象很容易損壞電池，造成安全問題。
在新研究中，研究團隊使用了與彈性凝膠電解質相連的微米級硅顆粒，這種電解質可以分散由硅陽極體積膨脹所產(chǎn)生的內(nèi)應力，減輕硅膨脹時發(fā)生的一些開裂現(xiàn)象。使得電池容納的鋰離子數(shù)量得到提升的同時，又有效的避免了體積膨脹造成電池老化損壞情況的發(fā)生。提高硅電極的結構穩(wěn)定性同時完成了能量密度的提升。
更重要的一點是，這種技術理論上適用于大部分鋰電池供電的電子產(chǎn)品。不過現(xiàn)階段來說，這種技術還只是停留在實驗室研發(fā)階段，還有一個根本問題需要解決——成本。不過與此前關注程度頗高的納米硅顆粒相比，這種技術已經(jīng)展現(xiàn)出了不錯的成本效益，并且和現(xiàn)在的主流生產(chǎn)線生產(chǎn)模式適配性更高，或許未來，隨著技術的成熟與轉化，這種更高能量密度的鋰電池，真的會出現(xiàn)在我們的生活中。
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