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宾州州立大学新闻

进出用10分钟电动车充电

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在电池中,离子从阴极流向阳极,导致单位带正电荷

大学公园,爸爸。根据一组工程师的说法,电动汽车的车主们可能很快就可以把车开进加油站,插上电,去洗手间,喝杯咖啡,10分钟后就可以带着充满电的电池出门了。

“我们证明了我们可以充电电动汽车在十分钟200到300英里的范围内,“朝阳Wang说主席威廉·e·Diefenderfer机械工程、化学工程教授材料科学与工程教授,宾夕法尼亚州立大学电化学引擎中心主任。“我们可以维持2500个充电周期,相当于50万英里的行程。”

当锂离子电池在50华氏度以下的环境温度下快速充电时,锂离子会降解,因为锂离子并没有顺利地插入碳阳极,而是沉积在阳极表面的尖刺中。这种镀锂会降低电池容量,但也会导致电尖峰和不安全的电池状况。

电池加热到高于镀锂阈值时,无论是通过外部加热还是内部加热,都不会出现镀锂现象。

研究人员之前已经开发出一种15分钟就能在华氏50度充电的电池。在较高温度下充电效率更高,但长时间的高温也会使电池退化。

王说:“快速充电是推广电动汽车的关键。”

王和他的团队意识到,如果电池能在10分钟内加热到华氏140度,然后迅速冷却到环境温度,锂峰值就不会形成,电池也不会发生热降解。他们在今天(10月30日)出版的《焦耳》杂志上报道了他们的研究结果。

王说:“在电池领域,将电池温度提高到60摄氏度(140华氏度)是被禁止的。”“它太高了,被认为对材料有危险,会大幅缩短电池寿命。”

王解释说,电池的快速冷却将通过车内设计的冷却系统来实现。从华氏140度到华氏75度的巨大温差也有助于提高冷却速度。

王说:“10分钟的趋势是面向未来的,对采用电动汽车至关重要,因为它解决了里程焦虑问题。”

据路透社报道,美国将在全国建立2800个充电站,这将进一步缓解人们对充电不足的担忧大众汽车(Volkswagen)在承认柴油排放作弊后支付了逾20亿美元罚款。这些充电站将分布在500个地点。

自热电池使用薄镍箔,一端连接负极,另一端延伸到电池外部,形成第三个端子。一个连接在开关上的温度传感器使电子流过镍箔完成电路。这迅速加热镍箔通过电阻加热和加热电池内部。

宾州州立大学的助理研究员杨晓光也参与了这个项目;研究生刘腾;高越,博士后;助理研究员葛山海教授;助理研究员;还有王东海教授,都是机械工程系的。

美国能源部支持这项工作。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.psu.edu/story/594641/2019/10/30/research/and-out-10-minute-electrical-vehicle-recharge