电池技术是电动汽车的核心技术。近年来，这些技术变得更加复杂，为电动汽车提供了更高的性能。本文将概述电动汽车电池技术的最新发展。
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电动汽车:推动行业走向零排放的未来
交通运输是仅次于能源工业的第二大温室气体排放源。解决这一问题并减少该行业对气候变化的影响是全球研究人员、行业机构和政府关注的中心问题。
在过去十年中，全球电动汽车市场取得了重大飞跃，消费者对超低排放汽车的需求不断增加，推动了该行业的发展。虽然全球新冠肺炎疫情对汽车行业造成了一定的影响，但电动汽车的销量仍然保持了正增长。
2020年，全球电动汽车销量比2019年增长近一倍(43%)，电动汽车的市场份额增长至4.3%。2021年，全球销量再次翻了一番，达到675万台。到2021年，一周内销售的电动汽车将超过2012年。
实现全球净零排放目标是这场电动汽车革命的重要组成部分，许多国家的目标是在未来几十年内逐步完全淘汰新型内燃机(ICE)汽车的销售。然而，电动汽车仍然存在一些关键问题，如里程焦虑、电池性能和可持续性。
改进电池技术
改进电动汽车电池的竞争被比作一场新的淘金热。开发电池技术，为电动汽车提供更好的续航里程、更快的充电时间、更高的性能、可靠性和安全性，是行业研究的核心焦点。
在过去的几年里，研究人员和汽车制造商已经报道了一些令人兴奋的发展，这将有助于电动汽车行业满足消费者的需求并解决消费者的担忧。尽管前方仍有许多挑战，但推动交通运输行业走向后碳模式至关重要。
改变游戏规则的快速充电混合动力电动汽车电池
目前阻碍消费者广泛采用电动汽车技术的主要问题之一是充电时间。虽然直到最近，电动汽车在缩短充电时间方面已经取得了进展，但目前的商用车型在这方面还无法与内燃机汽车竞争。
给电池充电的时间比给内燃机汽车加油的时间要短，这将是电池技术领域一项改变游戏规则的发展，可以显著提高消费者对内燃机汽车的接受程度。
面前退却瑞士一家初创企业展示了一种创新的电池技术，可以将电动汽车的充电时间缩短到72秒左右。该公司的创新电动汽车电池是一种混合系统，利用了传统电池和超级电容器技术。
这项名为eTechnology的技术可以在72秒内充满80%的电量，并在2.5分钟内将电动汽车充电至100%。虽然它不能满足远程电动汽车的需求，但该技术非常适合小型城市汽车、电动自行车和无人机。这项技术在极端温度下也能有效工作。
提高锂离子电池的安全性
安全是电动汽车电池制造商最关心的问题。虽然罕见，但锂离子电池可能会着火，尤其是在受损的情况下。每年，公司都花费大量资金开发和测试不存在火灾风险的更安全的电池。
斯坦福大学的研究人员已经开发出一种即使在140华氏度以上的极端温度下也能防火的电解质。该解决方案的核心是电解质中额外的锂盐。该团队将锂盐(特别是LiFSI)添加到聚合物电解质中。
电解液的锂盐含量从不到重量的一半提高到63%。实际上，LiFSI在电解质中充当了高度易燃溶剂分子的“锚”。通过这种创新的解决方案，锂离子电池可以在高达212华氏度的温度下继续工作。
用x射线揭示难以捉摸的间相化学
美国能源部的科学家们对相间化学有了新的认识。电池的间相对于提高能量密度至关重要。当电池经历充放电循环时，在电解质和阳极之间形成界面相。
研究人员发表了一项深入研究自然纳米技术研究了锂离子电池的固体电解质界面，并揭示了其复杂的化学性质。研究人员的方法利用了国家同步加速器光源II的x射线粉末衍射光束线。
该团队的创新方法利用了先进x射线技术的独特组合，提供了前所未有的详细的间相成分化学图谱。这项研究揭示了间相化学的细节，这将有助于未来的科学家设计出改进的锂金属电池间相。
其他新发展
在过去的几年里，科学家们从多个角度进行了研究，以改进电动汽车的电池设计和相关技术元素，为行业内的几个关键挑战提供了创新的解决方案。
NAWA技术公司设计了一种革命性的超快碳纳米管电极，可以显著提高电池的功率、能量储存和生命周期。英国查尔姆斯理工大学(Chalmers University of Technology)的研究人员致力于将电池作为电动汽车的结构元件，从而减轻电动汽车的重量。
德克萨斯大学已经探索了无钴电池，这种电池克服了这种关键金属的资源短缺问题。芬兰的研究人员开发出了硅阳极电池。IBM正与梅赛德斯-奔驰合作开发从海水中提取材料的电池。
固态电池、锌空气电池和沙子电池目前正在研究中，它们可以提供比目前市场上的锂离子电池更好的安全性、性能和可持续性。
电动车电池市场的未来
电动汽车市场正在经历一场革命，因为它努力满足消费者的需求和运输行业的净零碳排放承诺。多家汽车制造商正在推出国产和商用车型，以满足这些需求。
目前，多个学术机构、政府机构和汽车制造商在电池设计方面进行的创新研究是这场技术革命的关键驱动力。尽管仍存在一些关键挑战，但电动汽车行业的未来正变得越来越乐观。
参考资料及进一步阅读
布鲁克海文国家实验室(2022)x射线揭示了更好的电动汽车电池难以捉摸的化学成分[网络]techxplore.com。可以在:https://techxplore.com/news/2022-12-x-rays-reveal-elusive-chemistry-electric.html
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面前eTechnology。[网上]可于:https://www.morandetech.com/
尼科尔斯博士(2022)欢迎来到电动汽车电池的未来[网络]greencars.com。可以在:https://www.greencars.com/greencars-101/the-future-of-ev-batteries
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Virta (2022)2022年全球电动汽车市场概况:统计与预测(在线)virta.global。可以在:https://www.virta.global/en/global-electric-vehicle-market
杨，C (2022)一款改变游戏规则的新型混合动力电动汽车电池只需72秒即可充电[网络]interestingengineering.com。可以在:https://interestingengineering.com/innovation/a-game-changing-new-hybrid-ev-battery-recharges-in-only-72-seconds
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