Jacqueline Burton
- 來自密西根大學的突破性鋰離子電池技術提高了電動車在低至-10°C的寒冷環境中的充電效率，只需10分鐘即可完成充電。
- 這一創新設計採用單離子導電玻璃固體電解質塗層LBCO (Li₃BO₃-Li₂CO₃)，可在不需要昂貴大修的情況下融入當前的製造方法。
- 20納米厚的玻璃塗層能夠快速且順暢地轉移鋰離子，有效防止鋰沉積，確保在充電循環中超過97%的容量保持率。
- 先進的原子層沉積技術將玻璃塗層包裹在電池單元周圍，即使在快速充電速率下也能保持70%至55%的電量狀態，而傳統電池快速降至50%以下。
- 這一進展延長了電池壽命，增強了可靠性，並促進了電動車在寒冷地區的採用，讓我們更接近高效綠色交通的未來。
在電池技術的一次令人振奮的突破中，電動車（EV）的格局可能會被重塑。想像一下這樣一個世界：即使在零下氣溫中，為您的電動車充電也能像停車 pit stop 一樣迅速。多虧了密西根大學的前瞻性研究人員，這一現實正逐漸成為可能。
在針對電動車最持久的挑戰之一——低溫下的充電效率的鬥爭中，密西根大學的團隊旗開得勝。他們革命性的鋰離子電池使等待充電的時間幾乎變得過時，能在嚴苛的-10°C環境下輕松工作，僅需10分鐘即可從空電充至滿電，這款電池預示著電動車時代的新篇章。
那麼，這項工程的奇蹟是如何在寒冷天氣中運作的呢？其解決方案在於一種創新的組成——單離子導電玻璃固體電解質塗層。與傳統方法需要在電池生產中進行昂貴的改造不同，這種技術可無缝地融入現有的製造過程中。
傳統上，電動車電池涉及鋰離子通過液體電解質的運動，這一過程在冷天受到阻礙。過去提升充電速度的嘗試就像在厚厚的積雪中跑步那樣，受到鋰沉積等障礙的阻礙——這是一種在陰極上類似交通堵塞的麻煩積累。當快速充電在寒冷條件下將鋰離子推入不規則的金屬鋰狀態時，會在陰極表面上無效地阻塞它們必須經過的路徑。
然而，研究人員巧妙地解決了這一問題，使用20納米厚的玻璃材料。這層塗層表現優異，能在多次充電循環中保持超過97%的容量保持率，徹底打破了以往的限制和刻板印象。這種神奇的材料被稱為LBCO (Li₃BO₃-Li₂CO₃)。
利用先進的原子層沉積（ALD）技術，這層超薄玻璃塗層包裹在電池單元周圍，即使在令人凍傷的條件下也能實現快速、高效、順暢的離子轉移。這些路徑就像滑雪道上精心開鑿的通道般，消除了堵塞，加速了鋰離子的流動。
在嚴格的測試中，這些電池展示了其強大的韌性。與未塗覆的對手相比，後者在僅幾次充電循環後容量迅速下降至50%以下，而LBCO塗覆的電池在最快的充電速率下仍保持驚人的70%至55%的電量狀態（SoC）。
這一重大 leap 的電池技術不僅承諾在充電站縮短等待時間，還延長了電動車的壽命和可靠性——無縫融入當今的生產線，同時為未來的需求鋪平道路。這為在積雪和結冰的地區毫無疑慮地採用電動車鋪平了道路，讓綠色交通的夢想變得更加清晰可見。
隨著這些令人振奮的發展通過密西根的樹林電池創新走向商業現實，世界越來越接近一個未來：電動車即使在最冰冷的條件下也能輕鬆駕馭。想象一下，在冬季仙境中駕駛的感覺，您可以自信地知道您的車輛的心臟——電池——將充滿可靠的能量和速度。這一啟示不僅僅是技術上的飛躍；它代表了一種為清潔能源交通鋪平更平滑道路的承諾。
革命性的電池技術：快速充電的電動車如何主導冬季道路
介紹
電動車（EV）的格局正處於變革的邊緣，這要歸功於密西根大學的一項突破性電池技術進展。此項發展有效消除了電動車在寒冷氣候中最大的一個障礙——充電效率。電動車車主可以期待即使在-10°C的低溫下也能實現更快的充電時間，這一壯舉得益於創新的電池設計，與現有的製造過程完美結合。
理解這一突破
這一寒冷天氣成功的關鍵在於在鋰離子電池上應用單離子導電玻璃固體電解質塗層。該塗層被認定為LBCO (Li₃BO₃-Li₂CO₃)，能夠避開因鋰沉積而在低溫下失效的傳統液態電解質系統的缺陷。這種革命性材料使得快速、可靠的充電循環成為可能，並保持超過97%的容量保持率。
特點和規格
– 快速充電： 在零下環境中僅需10分鐘即可充滿電。
– 高保留率： 經過多次充電循環後保持超過97%的容量保留率。
– 耐低溫： 在低至-10°C的溫度下有效運行。
– 先進製造： 利用原子層沉積（ALD）技術進行精確塗覆。
實際應用案例
– 寒冷氣候可靠性： 確保在嚴酷冬季中的車輛性能，促進電動車在先前被認為不適合的地區的更廣泛採用。
– 快速都市通勤： 使電動車能夠無縫融入快速的 urban 生活方式，減少充電站的停機時間。
市場前景和行業趨勢
1. 電動車的增長採用： 隨著寒冷天氣性能的改善，電動車在寒冷氣候中的吸引力顯著增加，市場廣泛擴大。
2. 整合現有生產線： 該技術提供了成本效益的整合，無需對現有製造設施進行重大改變。
3. 環境影響： 通過解決主要物流障礙，促進向可持續交通選擇的轉變。
優缺點概述
– 優點：
– 充電時間顯著縮短。
– 在極端氣溫下表現改善。
– 電池壽命延長。
– 缺點：
– 初始生產成本和設置。
– 大規模部署之前的市場懷疑。
安全性和可持續性
LBCO塗覆電池的採用與全球可持續性目標相符，減少對化石燃料的依賴，減輕氣候變化的影響。該技術旨在無縫地融入當前的電池生產過程中，確保在製造過程中減少環境足跡。
預測洞察和展望
專家預測，這項技術將為電動車電池性能設立新的標準。隨著生產的擴大，消費者可以期待更具價格競爭力的選擇，進一步刺激向電動車的轉變。
可行建議和快速提示
– 消費者： 考慮更換為具備先進電池技術的電動車，以提升寒冷天氣性能和快速充電能力。
– 製造商： 探索將這種塗層技術整合到電池生產中，以提升產品供應並滿足市場需求。
– 投資者： 監控密西根大學和樹林電池創新公司在高影響可持續技術領域的發展，以尋找潛在的投資機會。
對於渴望跟上電動車前沿進展的人，可以造訪密西根大學。對於有興趣了解這會如何影響電池製造過程的讀者，可以在國家可再生能源實驗室探索相關見解。
隨著電動車在克服寒冷天氣挑戰方面不斷取得重大進展，普及可靠的綠色交通的夢想變得越來越可實現。隨著這些迅速的進展，可持續出行的未來看起來光明而充滿希望。
