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西班牙团队利用激光技术设计电池 延长电池使用寿命

       随着电动出行趋势日益明显,未来对电池的需求越来越大。人们需要更环保、更便宜、存储容量更大、寿命更长的电池。据外媒报道,西班牙的一个研究小组利用激光技术设计下一代电池。

在欧盟资助的Laser4Surf项目中,科学家们尝试提高锂离子电池的稳定性。西班牙CIC energiGUNE能源研究中心的高级界面分析小组组长、物理学家Miguel Angel Munoz-Marquez博士表示:“我们利用激光改变电流收集器表面,这是电池组件之一。这些改进可以提高电池的稳定性,从而延长电池寿命。”

所有锂离子电池两端都有电流收集器,上面涂覆着电极材料。在电池运行期间,这些材料可以储存锂离子,并在必要时释放它们。从技术上讲,激光作用于金属表面,可以使电极更好地附着在集流器上。防止发生导致电极与集流器分离的意外反应。

Miguel Angel Muoz称:“通过这些改进措施,还可以提高电池在高功率负载下的性能。我们希望利用激光,提升电流收集器的表面活性,使它能够在充放电过程中处理更多的电子。”

目前,电动汽车的锂离子电池已表现出足够强大的性能。不同公司生产的电池,可以让一辆汽车在不充电的情况下行驶200至500公里。但是现在的主要问题在于价格,因为在汽车成本中,电池大约占40%或50%。Muoz说:“通过技术改进,可以降低成本,如同我们在Laser4Surf项目中所做的那样。除此之外,还可以使用更便宜的材料来节约成本。如果能找到解决方案延长电池寿命,即使价格高些也算是一种进步。电池续航时间若能延长,以前的投资就会得到回报。”

该项目研究的另一个重要问题是电池可持续性。在Laser4Surf项目中,研究人员跳过制造过程中的一个化学步骤:电流收集器的碳涂层。在普通锂离子电池上,碳涂层可以改善集流器性能,比如确保集流器和电极之间的电接触更好。Muoz解释说:“通过激光改变集流器的表面,可以消除化学涂层的需要。与此同时,激光蚀刻提高了电气和机械性接触,因此电池性能更好。”

经过第一次实验室测试,Miguel Angel Muoz对这项研究的发展充满了希望。他表示:“在项目后半段,我们正在研制一种原型,接近手机电池的尺寸。这可以说是工业化生产前的试验。”下一步是向电池公司展示这些发现的竞争力。“如果一切顺利,在不到十年的时间里,我们就能达到工业化生产规模。”

赫尔姆霍兹研究所乌尔姆(HIU)Stefano Passerini教授表示:“改善活性物质和集流器之间的接触,这一点至关重要。这是提升电池寿命和的充电性能的极佳方法。”他认为,激光技术是可行的,因为它的成本更低。但是,只有计算出收益/成本结余,才能真正评估研究效力。

尽管如此, Muoz相信,这项研究可以为企业节省大量成本。任何突破性进展都会对电池行业产生较大影响,并帮助实验室筹集更多资金,使其能够在这方面投入更多努力。

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