新型锂离子电池材料可在10分钟内充电80%

新型锂离子电池材料可在10分钟内充电80%现在，橡树岭国家实验室的研究人员正在推动电动汽车（EV）快速充电的发展。一个电池科学家团队最近开发出一种锂离子电池材料，不仅能在10分钟内充入80%的电量，还能在1500个充电周期内保持这种能力。ORNL研究员杜志佳将新开发的液态电解质材料插入电池袋电池中。这种配方延长了超快速充电电池（如电动汽车中使用的电池）的寿命。图片来源：GenevieveMartin/ORNL，美国能源部当电池工作或充电时，离子通过一种叫做电解质的介质在电极之间移动。ORNL的杜志佳领导的团队开发出了锂盐与碳酸盐溶剂的新配方，以形成一种电解液，这种电解液能长期保持较好的离子流动性，并在极端快速充电期间大电流加热电池时表现良好。项目合作伙伴测试了在ORNL电池制造厂制造的电池袋电池，以证明电池的安全性和循环特性。杜说："我们发现，这种新型电解质配方基本上将能源部规定的极限快速充电电池寿命目标提高了两倍。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1384165.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1384165.htm

牙膏中的常见成分可延长电动汽车的行驶里程

牙膏中的常见成分可延长电动汽车的行驶里程与锂离子电池相比，非锂离子电池的化学成分能在一定体积或重量下储存两倍或更多的能量。它们可以为汽车提供更长距离的动力，甚至有一天可以为长途卡车和飞机提供动力。人们期望这种电池的广泛使用将有助于解决气候变化问题。主要问题在于，它们的高能量密度会随着反复充放电而迅速下降。主要竞争者之一的阳极（负极）由锂金属制成，取代了锂离子电池通常使用的石墨。因此，它被称为"锂金属"电池。阴极（正极）是一种含有镍、锰和钴（NMC）的金属氧化物。虽然它的能量密度是锂离子电池的两倍多，但这种出色的性能在不到一百个充放电周期内就会迅速消失。该团队的解决方案涉及改变电解质，即锂离子在阴极和阳极之间移动以实现充放电的液体。在锂金属电池中，电解液是一种由溶解在溶剂中的含锂盐组成的液体。循环寿命短问题的根源在于，在最初的几个循环中，电解液无法在阳极表面形成足够的保护层。这层保护层也称为固态电解质间相（SEI），就像一个守护者，允许锂离子自由进出阳极，分别为电池充电和放电。含氟阳离子电解液的锂金属电池设计（中间为原子结构）界面"区域代表阳极表面和阴极表面形成的含氟层。资料来源：阿贡国家实验室研究小组发现了一种新的氟化物溶剂，它能在数百次循环中保持坚固的保护层。它将一种带正电荷（阳离子）的氟化成分与另一种带负电荷（阴离子）的氟化成分结合在一起。这种组合就是科学家们所说的离子液体--一种由正离子和负离子组成的液体。Zhang说："我们的新型电解质的关键区别在于，在离子液体阳离子部分的环状结构中，用氟取代了氢原子。"这对于在锂金属电池测试中保持数百次循环的高性能而言，是最重要的区别"。为了更好地理解这种原子尺度差异背后的机理，研究小组利用了能源部科学办公室用户设施阿贡领导计算设施（ALCF）的高性能计算资源。正如Zhang所解释的，在ALCF的Theta超级计算机上进行的模拟显示，在充放电循环开始之前，氟阳离子都会粘附并积聚在阳极和阴极表面。然后，在循环的早期阶段，会形成一个弹性SEI层，其效果优于以前的电解液。阿贡和西北太平洋国家实验室的高分辨率电子显微镜显示，阳极和阴极上的高保护性SEI层导致了稳定的循环。研究小组能够调整氟化物溶剂与锂盐的比例，以形成具有最佳特性的层，包括不会太厚或太薄的SEI厚度。有了这层电解质，锂离子就能在数百次充放电过程中有效地进出电极。该团队的新型电解质还具有许多其他优点。它成本低，因为只需一个简单步骤就能制造出纯度和产量极高的电解质，而无需多个步骤。它环保，因为它使用的溶剂更少，而溶剂具有挥发性，会向环境释放污染物。而且由于它不易燃，因此更加安全。"使用我们的氟化阳离子电解质的锂金属电池可以大大促进电动汽车行业的发展，"Zhang说。"这种电解质的用途无疑还可以扩展到锂离子电池以外的其他类型的先进电池系统。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1381579.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1381579.htm

本田CEO称要用新电池技术降低电动汽车成本

本田CEO称要用新电池技术降低电动汽车成本本周，三部敏宏在美国俄亥俄州参加一个耗资44亿美元新锂离子电池厂的动工仪式。他在接受采访时表示，目前电动汽车的制造成本比燃料动力汽车高出40%，全新的固态电池最终将让制造电动汽车更容易。目前本田正与索尼合作开发电动汽车。公司正寻求在电动汽车领域赶超竞争对手，还承诺到2040年只销售电动汽车。三部敏宏表示：“我们意识到汽车价格正在上涨。”“电动汽车业务非常依赖电池成本，我们可以通过技术进步来努力控制成本。”本田正在研发的固态电池将用陶瓷等更稳定的材料取代锂离子电池中的液态电解质。这可以减小电池组尺寸和成本，并存储更多的能量，还能有效预防电池起火。本田不是唯一一家专注研发固态电池的公司。丰田、日产、通用以及福特都有开发固态电池的计划。本田一贯以生产廉价可靠汽车而出名。但三部敏宏表示，将固态电池技术投入生产的成本很高，因此本田推进这项技术之前需要确保市场做好准备。他说：“生产这种电池需要大量投资，所以我们必须判断准时机。”“这非常困难。”三部敏宏表示，固态电池技术的大规模应用可能还需要几年的时间，而且很难确定何时提高产量。他说，本田有自己的固态电池开发计划，还与通用汽车以及LG化学有合作关系。与此同时，本田推出的首批电动汽车将是更大更贵的SUV。利用通用汽车UltiumEV平台制造的本田Prologue和讴歌ZDX将于2024年上市销售。Prologue尺寸与本田Passport燃油车相似，后者起价约为4.2万美元。市场研究公司GuidehouseInsights分析师山姆·阿伯萨米德(SamAbuelsamid)表示，本田Prologue定价可能在5万美元至6万美元之间。他表示，本田将需要向市场推出更多电动汽车，以保持在美国和欧洲市场的竞争力。三部敏宏表示，本田起初需要用高价车型消化生产成本。此后，公司会考虑从2026年起使用自家电动汽车平台开发小型汽车。但电动版思域的问世还需要数年时间。但在某些市场，本田必须要不计成本地推进电动汽车业务。三部敏宏表示，欧洲和美国加州都计划在2035年之前禁止销售燃油车。而中国汽车市场的电气化也是势不可挡。本田计划到2028年在中国市场推出10款电动汽车。三部敏宏认为，美国市场要困难得多，因为当地充电网络还不够好。他说：“充电基础设施还没有达到我们客户需要的水平。”“在实现2030年电动汽车销量达到40%的目标时，我们必须考虑这些问题。电动汽车市场并不稳定。”...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1347649.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1347649.htm

极端寒冷天气下大量特斯拉车主无法充电

等待了数小时仍无法充电据Fox32报道，Tesla车主TylerBeard表示，他在充电站等待了数小时，但电池依然没有充入任何电量。类似的情况在奥克布鲁克的Tesla超级充电站和芝加哥周边的多个充电站均有发生，导致数十辆车被迫放弃。需预热电池芝加哥汽车贸易协会的MarkBohaichuk指出，车主可能忽略了电池预先调节的重要性。他解释，电池需要被加热到最佳温度以接受快速充电。然而，Tesla的「寒冷天气最佳实践」显示，即使是预先调节，也存在复杂性，尤其是在极端寒冷的冬季。专家正研究解决方法此外，低温下，电池的电解质变稠，导致离子移动减慢，进而增加电池阻力，使得电动车电量快速下降。专家们正在寻找解决方案，如South8Technologies提出的「液化气体电解质」技术，以及LGChem的新电极化学与架构。极端天气局限性这一事件突显了电动车电池技术仍处于发展初期，面对极端天气条件时的局限性。对于车主来说，在严寒天气中驾驶电动车仍然需要谨慎。标签:#特斯拉频道:@GodlyNews1投稿:@GodlyNewsBot

科学家发现新型锂离子导体 可用于强化电动汽车电池

科学家发现新型锂离子导体可用于强化电动汽车电池利物浦大学的一个团队开发出了一种新型固态锂离子导体，可以取代电池中的液态电解质，从而提高安全性和效率。图片表示锂离子（蓝色）在结构上移动。资料来源：利物浦大学这种新材料由无毒的地球富集元素组成，具有足够高的锂离子传导性，可以取代目前锂离子电池技术中的液态电解质，提高安全性和能量容量。该大学的跨学科研究团队采用变革性科学方法来设计这种材料，他们在实验室中合成了这种材料，确定了它的结构（原子在空间中的排列），并在电池中进行了演示。这种新材料是极少数能达到足以取代液态电解质的高锂离子电导率的固体材料之一，并且由于其结构而能以一种新的方式工作。这一发现是通过合作计算和实验工作流程实现的，该流程利用人工智能和基于物理学的计算来支持大学化学专家的决策。这种新材料为化学优化提供了一个平台，以进一步提高材料本身的性能，并根据研究提供的新认识来确定其他材料。利物浦大学化学系马特-罗森斯基（MattRosseinsky）教授说："这项研究展示了一种新型功能材料的设计和发现。这种材料的结构改变了人们以往对高性能固态电解质的理解。具体来说，具有多种不同移动离子环境的固体可以表现出很好的性能，而不仅仅是离子环境范围很窄的少数固体。这极大地开拓了进一步发现的化学空间。"最近的报道和媒体报道预示着人工智能工具已被用于寻找潜在的新材料。在这种情况下，人工智能工具是独立工作的，因此很可能会以各种方式重现它们接受过的训练，生成的材料可能与已知材料非常相似。"这篇发现研究论文表明，人工智能和由专家调配的计算机可以解决现实世界材料发现的复杂问题，在这个问题上，我们寻求的是成分和结构上有意义的差异，其对性能的影响要根据理解来评估，我们的颠覆性设计方法为发现这些以及其他依赖离子在固体中快速运动的高性能材料提供了一条新的途径"。这项研究由利物浦大学化学系、材料创新工厂、利弗胡尔姆功能材料设计研究中心、史蒂芬森可再生能源研究所、阿尔伯特-克鲁中心和工程学院的研究人员共同努力完成。并得到了工程与物理科学研究理事会（EPSRC）、勒弗胡尔姆信托基金会（LeverhulmeTrust）和法拉第研究所（FaradayInstitution）的资助。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1420615.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1420615.htm

牛津大学的研究可能为电动汽车和航空业带来"改变游戏规则"的电池

牛津大学的研究可能为电动汽车和航空业带来"改变游戏规则"的电池牛津大学研究人员领导的一项新研究于6月7日发表在《自然》杂志上，这要归功于显着改进的电动汽车(EV)电池可能更近一步。使用先进的成像技术揭示了导致锂金属固态电池(Li-SSB)失效的机制。如果可以克服这些问题，使用锂金属阳极的固态电池可以在电动汽车电池续航里程、安全性和性能方面实现阶跃式改进，并有助于推动电动航空的发展。该研究的共同主要作者之一、牛津大学材料系博士生DominicMelvin表示：“用锂金属阳极开发固态电池是电池技术进步面临的最重要挑战之一。虽然今天的锂离子电池将继续改进，但对固态电池的研究有可能获得高回报和改变游戏规则的技术。”Li-SSB与其他电池不同，因为它们用固体电解质代替了传统电池中易燃的液体电解质，并使用锂金属作为阳极（负极）。固体电解质的使用提高了安全性，而锂金属的使用意味着可以储存更多的能量。然而，Li-SSB面临的一个关键挑战是，由于“枝晶”的生长，它们在充电时容易发生短路：锂金属细丝会穿透陶瓷电解质。作为法拉第研究所SOLBAT项目的一部分，牛津大学材料、化学和工程科学系的研究人员领导了一系列深入调查，以更多地了解这种短路是如何发生的。X射线计算机断层扫描图像显示充电过程中固态电池内锂枝晶裂纹的逐渐生长。图片来源：DominicMelvin，《自然》，2023年。在这项最新研究中，该小组在DiamondLightSource使用了一种称为X射线计算机断层扫描的先进成像技术，以前所未有的细节可视化充电过程中的枝晶引发的失效。新的成像研究表明，枝晶裂纹的萌生和传播是独立的过程，由不同的潜在机制驱动。当锂在次表层孔隙中积累时，枝晶裂纹就开始了。当孔变满时，电池的进一步充电会增加压力，导致破裂。相比之下，传播发生在锂仅部分填充裂缝的情况下，通过楔形开口机制驱动裂缝从后面打开。这种新的理解为克服Li-SSB的技术挑战指明了方向。DominicMelvin说：“例如，虽然锂阳极的压力可以很好地避免放电时在与固体电解质的界面处形成间隙，但我们的结果表明，压力过大可能是有害的，使枝晶生长和短路更有可能充电。”WolfsonChair、牛津大学材料学教授、法拉第研究所首席科学家、该研究的通讯作者彼得·布鲁斯爵士说：“锂等软金属穿透高密度硬陶瓷的过程事实证明，电解质具有挑战性，世界各地的优秀科学家做出了许多重要贡献。我们希望我们获得的额外见解将有助于固态电池研究朝着实用设备的方向发展。”根据法拉第研究所最近的一份报告，到2040年，SSB可以满足全球消费电子产品电池需求的50%、交通运输领域的30%和飞机的10%以上的需求。法拉第研究所首席执行官PamThomas教授说：“SOLBAT研究人员继续发展对固态电池失效的机理理解——这是在汽车应用中实现具有商业相关性能的高功率电池之前需要克服的一个障碍。该项目正在告知电池制造商可能用来避免该技术电池故障的策略。这项以应用为灵感的研究是法拉第研究所旨在推动的科学进步类型的一个典型例子。”...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1365985.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1365985.htm