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特斯拉研發(fā)鋰離子/鋰金屬混合電池 可充當(dāng)電動(dòng)汽車的增程器

2020-05-08 11:23:43

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據(jù)外媒報(bào)道，特斯拉加拿大研究中心發(fā)布了有關(guān)鋰離子/鋰金屬混合電池的研究結(jié)果，此種混合電池可用于打造配備增程器的純電動(dòng)汽車。

通常來(lái)說(shuō)，當(dāng)談?wù)摰綆в性龀唐鞯碾妱?dòng)汽車時(shí)，指的是一種由電池驅(qū)動(dòng)、但配備一個(gè)小型汽油內(nèi)燃機(jī)的電動(dòng)汽車。當(dāng)用戶需要更長(zhǎng)的續(xù)航時(shí)，該增程器可以充當(dāng)給電池充電的發(fā)電機(jī)。例如，寶馬i3 Rex車型就配備了一個(gè)電池組，純電動(dòng)續(xù)航里程可達(dá)126英里（約合203公里），如果使用內(nèi)燃機(jī)，續(xù)航里程可延長(zhǎng)至200英里（約合320公里）。


特斯拉的混合電池研究由加拿大豪斯大學(xué)（the University of Dalhousie）的Jeff Dahn團(tuán)隊(duì)進(jìn)行。該團(tuán)隊(duì)描述了一種新型電池，既能利用鋰離子電池壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)，又可利用鋰金屬電池能量密度高的優(yōu)勢(shì)。




增加電池的能量密度會(huì)增加電動(dòng)汽車的成本，實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的續(xù)航里程。用鋰金屬替代傳統(tǒng)鋰離子電池中的石墨陽(yáng)極就可顯著提高能量密度，但是，鋰金屬陽(yáng)極會(huì)導(dǎo)致電池容量損耗快、壽命短。為了研發(fā)壽命更長(zhǎng)的高能量密度電池，研究人員提出一種鋰離子/鋰金屬混合電池，通過(guò)有意地在石墨上鍍上鋰金屬而實(shí)現(xiàn)。雖然在傳統(tǒng)鋰離子電池中，額外進(jìn)行鋰鍍是一種降解機(jī)制，研究人員卻利用經(jīng)過(guò)優(yōu)化的雙鹽電解液，在石墨上實(shí)現(xiàn)可逆的鋰電鍍。此外，由于電池通常無(wú)法100%實(shí)現(xiàn)容量循環(huán)，此類混合電池可在鋰離子模式下運(yùn)行，壽命幾乎不會(huì)退化，而定期充滿電的鋰金屬則可以擴(kuò)大電池容量。


研究人員還談到該技術(shù)對(duì)于電動(dòng)汽車的作用：“如果配備傳統(tǒng)鋰離子電池的電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程可達(dá)400公里，使用混合電池后，其續(xù)航里程可達(dá)480公里。通過(guò)限制混合電池在鋰離子模式下運(yùn)行時(shí)的最高截止電壓，該電池的平均電壓和輸出容量都會(huì)降低。因此，在鋰離子模式下運(yùn)行的混合電池能量密度可達(dá)530Wh/L，比傳統(tǒng)鋰離子電池低25%左右，使車輛續(xù)航里程達(dá)300公里。根據(jù)Smart et al.34進(jìn)行的有關(guān)電動(dòng)汽車駕駛行為研究，平均只有1%的電動(dòng)汽車日常行駛會(huì)達(dá)325公里以上，因此，在大多數(shù)情況下，讓該混合電池以鋰離子模式運(yùn)行可讓電動(dòng)汽車的續(xù)航里程達(dá)到300公里，周期性地讓電池以鋰金屬模式運(yùn)行，則可實(shí)現(xiàn)400公里以上的續(xù)航里程，對(duì)于大多數(shù)駕駛員而言，都是符合要求的。”


現(xiàn)在，該混合電池并未上市，還處于研發(fā)早期階段，雖然研究人員展示了該款混合電池的性能取得了非常驚人的進(jìn)步，但要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化還有很長(zhǎng)的路要走。此外，這也不是特斯拉首次研究混合電池，該公司在2013年還申請(qǐng)了一項(xiàng)鋰離子/鋰金屬混合電池專利。