POSTECH新研究:6分钟内为电动汽车充电达90%

POSTECH新研究:6分钟内为电动汽车充电达90%

在Telsa的带动下,电动汽车市场在全球范围内不断发展。与使用内燃机的传统汽车不同,电动汽车完全由锂离子电池驱动,因此电池性能决定了汽车的整体性能。然而,充电时间慢、动力弱仍是需要克服的障碍。鉴于此,POSTECH研究团队近日开发出一种充电速度更快、续航时间更长的电动汽车电池材料

POSTECH材料科学与工程系的Byoungwoo Kang教授和Minkyung Kim博士以及成均馆大学能源科学系的Won-Sub Yoon教授的研究团队共同首次证明,在对锂离子电池电极材料进行充放电时,可以在不减小颗粒尺寸的情况下,通过大幅缩短充放电时间来产生高功率。这些研究成果发表在近日出版的能源材料领域国际权威期刊《能源与环境科学》上。

为了实现锂离子电池的快速充放电,迄今为止,采用了降低电极材料粒径的方法。然而,减小粒径有一个缺点,就是降低了电池的体积能量密度。

对此,研究小组证实,如果在充放电过程中形成相变的中间相,就可以在不损失高能量密度的情况下产生高功率,也可以通过快速充放电降低粒径,实现续航时间更长的锂离子电池的开发。

相分离材料在充放电时经历了生成和生长新相的过程,在一个颗粒内存在两个体积不同的相,导致两个相的界面存在许多结构缺陷。这些缺陷抑制了颗粒内新相的快速生长,阻碍了快速充放电。

利用研究团队开发的合成方法,可以诱导出一种作为结构缓冲的中间相,可以显著降低颗粒中两相之间的体积变化。

此外,还证实了这种缓冲中间相可以帮助颗粒内产生和生长新的相,提高颗粒中锂的插入和去除速度。这又证明了中间相的形成可以在众多颗粒组成的电极中产生均匀的电化学反应,从而大幅提高电池的充放电速度。因此,研究团队合成的锂离子电池电极在6分钟内充电速度达到90%,18秒内放电速度达到54%,这对于开发大功率锂离子电池来说是一个很好的信号。获取更多前沿科技信息访问:https://byteclicks.com

“传统的方法一直是在其低能量密度和因粒径减小而导致的快速充放电速度之间进行权衡,”论文的通讯作者Byoungwoo Kang教授说。他阐述说:”这项研究为开发能够实现快速充放电速度、高能量密度和延长性能的锂离子电池奠定了基础。”

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