最近电动汽车电池设计的进步使得标准电动汽车电池只需10分钟就能充满电。10月12日，该杂志宣布了这一创纪录的充电时间缩短和续航里程增加的结合自然．
这种10分钟快速充电的电池是为电动汽车开发的，顶部的黑匣子包含一个控制模块的电池管理系统。图片来源:EC Power。
对更小、充电更快的电池的需求比以往任何时候都要大。电池和关键原材料(尤其是国内生产的那些)根本无法满足预期的需求．
王朝阳，研究第一作者，宾夕法尼亚州立大学机械工程William E. Diefenderfer教授
今年8月，加州空气资源委员会批准了一项全面计划，限制并最终禁止在该州销售汽油动力汽车。到2035年，内燃机将逐步退出美国主要汽车市场。
如果新车购买者打算转向电池驱动的电动汽车(ev)，它们需要克服两个主要缺点:充电太慢，体积太大，不经济有效。根据电池的不同，有些电动汽车需要一整天的时间来充电，而在加油站只需要几分钟。
我们的快速充电技术适用于大多数能量密集的电池，并将开辟一种新的可能性，将电动汽车电池从150千瓦时缩小到50千瓦时，而不会使司机感到里程焦虑。这种体积更小、充电速度更快的电池将大幅降低电池成本，并减少钴、石墨和锂等关键原材料的使用，从而使廉价电动汽车得以大规模采用．
王朝阳，研究第一作者，宾夕法尼亚州立大学机械工程William E. Diefenderfer教授
王的实验室与位于州立大学的初创公司EC Power合作设计这项技术。
王概述了该技术对内部热调制的依赖，这是一种主动的温度控制方法，要求电池以最高效率运行。电池在热但不太热的情况下表现最佳。
对电池工程师来说，保持电池在理想温度是一个重大挑战。王说，过去，外部的、笨重的加热和冷却系统被用来控制电池温度，这反应缓慢，浪费大量能源。
王和他的同事选择从电池内部控制温度。研究人员创造了一种独特的电池结构，除了阳极、电解质和阴极外，还包括超薄的镍箔作为第四个成分。
镍箔作为一个刺激物，自我调节电池的温度和反应性，允许几乎任何电动汽车电池快速充电10分钟。
作者指出，“真正的快速充电电池将产生立竿见影的效果。由于没有足够的矿物原料来替代每一辆配备150千瓦时的电动汽车的内燃机汽车，快速充电是电动汽车成为主流的必要条件．”
王补充说，该研究的合作伙伴EC Power的目标是制造和商业化快速充电电池，为汽车电动化的一个负担得起和可持续的未来。
的刘腾、杨晓光、葛山海和冷永军宾夕法尼亚州立大学以及EC Power公司的纳撒尼尔·斯坦利、埃里克·朗特里和布莱恩·麦卡锡共同撰写了这项研究。
这项研究由美国能源部、美国国防部、美国空军和威廉·e·迪芬德弗基金会资助。
期刊引用:
Wang彭译葶。等．(2022)能量密集锂离子电池的快速充电。自然．doi.org/10.1038/s41586 - 022 - 05281 - 0．
来源:https://www.psu.edu/