锂电池OEM

科学家已经开发出一种锂离子电池，可以在高温下充电以提高反应速度，但在放电过程中保持电池冷却，显示出在10分钟内为电动汽车增加200英里行驶里程的潜力。如果规模扩大，这种设计是一种潜在的策略，可以缓解人们对所有电动汽车都缺乏足够的巡航范围来安全到达目的地而不会中途熄火的担忧。宾夕法尼亚州立大学的研究人员于10月30日在《焦耳》杂志上发表了这项研究。

科学家们已经认识到需要设计能够极快充电的电动汽车电池，以满足驾驶员的需求。然而，如此快速的充电速度需要电池快速吸收400千瓦的能量，这是当前车辆无法完成的壮举，因为这有可能导致锂镀层（阳极周围形成金属锂）的风险，这将严重影响电池寿命。

虽然传统的锂电池在相同的温度下充电和放电，但研究人员发现，他们可以通过将电池在60摄氏度的高温下充电几分钟，然后在较低的温度下放电来避免锂镀层问题。

宾夕法尼亚州立大学机械工程师、资深作者王朝阳（音译）说：“除了快速充电之外，这种设计还允许我们限制电池暴露在较高充电温度下的时间，从而产生很长的循环寿命。”。“关键是实现快速加热；否则，电池将在高温下停留太久，导致严重退化。”

为了缩短加热时间并在均匀的温度下加热整个电池，王和同事们为锂离子电池设计了一种自加热镍结构，预热时间不到30秒。为了测试他们的模型，他们分别在40、49和60摄氏度的温度下给三个为混合动力电动汽车设计的石墨袋电池充电，并在20摄氏度的温度下给一个控制器充电，使用各种冷却策略来保持恒定的充电温度。为了确认没有镀锂，他们后来将电池完全放电，并打开电池进行分析。

Wang和他的团队发现，预热到60摄氏度的电池可以维持1700个周期的极快充电过程，而控制电池只能维持60个周期。在平均充电温度在49到60摄氏度之间时，研究没有观察到任何锂镀层。研究人员还观察到，充电温度的升高大大减少了将电池维持在初始温度所需的冷却。对照电池产生3.05瓦时，而60摄氏度的电池只产生1.7瓦时。

“过去，人们普遍认为，由于担心副反应加速，锂离子电池应该避免在高温下工作，”王说。“这项研究表明，在有限的暴露时间内，在高温下减轻锂电镀的好处远远大于与恶化的副反应相关的负面影响。”

研究人员指出，这项技术是完全可扩展的，因为所有电池都基于工业上可用的电极；他们已经展示了它在大规模电池、模块和电池组中的应用。镍箔使每个电池的成本增加了0.47%，但由于这种设计消除了当前型号中使用的外部加热器的需要，它实际上降低了每个电池组的生产成本。

接下来，王的团队计划将他们的设计进一步推进。

他说：“我们正在努力在五分钟内为能量密集型电动汽车电池充电，而不会损坏电池。”。“除了我们发明的自加热结构外，还需要高稳定性的电解质和活性材料。”

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