美國科學家研發出完美電池：高效、低成本、長壽命

據報道，美國賓夕法尼亞州立大學王朝陽教授團隊研發了一種熱調控磷酸鐵鋰電池（TMB），可同時解決當今有關新能源汽車“里程擔憂”和“充電時間憂慮”的兩大難題。

具體而言，該磷酸鐵鋰電池僅需充電10分鐘就可以續航約250英里，電池壽命超過200萬英里，而且成本僅與傳統的內燃機相當。

這款電池滿足了電動汽車大規模普及的所有需求，即低成本、無里程焦慮、超安全、長壽命、全氣候，可以幫助實現讓電動汽車走進千家萬户的目標。

研究人員表示，“我們為普通大眾的電動汽車開發了一種電池，其成本與內燃機汽車相當。這款電池不再存在里程焦慮，而且價格實惠。”

該研究成果已於1月18日發表於能源領域世界最頂級期刊《自然▪能源》（Nature Energy）。

研究人員指出，長壽命和快速充電的關鍵就是其此前研發的熱刺激技術，也稱自加熱技術（self-heating technology）。

簡單地説，它能在電動汽車充電之前將電池快速加熱至60℃左右進行快充，停止充電後電池會迅速冷卻至環境温度。“這樣不會形成電池的熱衰減，還能避免嚴重的SEI膜增長。”

利用這種自加熱技術，研究人員稱，電池的製作就可以使用低成本的材料作為正極和負極，以及安全、低電壓的電解液。

陰極是熱穩定的磷酸鐵鋰，不含任何昂貴的關鍵材料，如鈷。陽極是由大顆粒石墨製成的，石墨是一種安全、輕且便宜的材料。

王朝陽指出，“這種電池減輕了重量、體積和成本。我很高興我們終於找到了一種將造福於主流消費大眾市場的電池。這就是我們改變環境的方式，而不僅僅是促進豪華車的發展。我們可以讓所有人都買得起電動汽車。”

王朝陽簡介>>>

王朝陽教授，國際知名的動力電池、儲能與燃料電池技術科學家，浙江大學校友（1984年獲浙大熱物理工程學系（現能源工程學院）學士學位；1987年獲碩士學位（師從屠傳經教授），現為美國賓夕法尼亞州立大學William E. Diefenderfer講席教授、電池與儲能技術研究院院長，美國機械工程師學會（ASME）會士，電化學學會（ECS）電池分會執行委員，聯合國發展計劃署高級技術顧問，北京科技冬奧新能源汽車專家組專家等。曾獲美國科學基金會生涯獎，中國國家自然科學基金委海外傑出青年，美國賓州工程學會卓越研究獎等。

王朝陽教授在鋰離子電池和燃料電池技術方面有25年的研究經驗，在Nature，Joule, PNAS, Science Advances等期刊上發表了220多篇學術論文，總計被引量超過30000多次，H-index指數為98，是湯森路透評選的工程學高被引科學家之一。他擁有80多項專利，並出版了兩本專著。

王朝陽教授的研究領域包括鋰電池和燃料電池中的傳遞、材料、製造與數值模擬。其中他發表在《Nature》上的關於全氣候電池（ACB）的發明被2022年北京冬奧運會採用，成為驅動奧運電動汽車的核心技術之一，同時該技術已經授權給了寶馬等車企。而另一項最新技術“充電10分鐘，續航400公里”，利用快速加熱以及非對稱的充放電温度(Asymmetric Temperature Modulation, ATM)實現了高比能鋰離子電池的極速充電，顛覆性地解決了“10分鐘內充好電動汽車”難題，該成果發表於2019年10月《Joule》上，這是迄今為止在極速充電領域被報道的最好結果。