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德國科學家開發薄片式電池 讓電動汽車充電一次開1000公里

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時間:1900/1/1 0:00:00

科學家們拆除了封裝單個電池的外殼,用薄的設計取代了圓柱形設計。金屬片上涂有儲能材料,一側為正極,另一側為負極。根據美國汽車協會的報告,美國司機平均每天開車30英里(48公里)。盡管電動汽車的續航里程相當于這個數字的三倍,但許多人仍然不愿意購買。

這就是所謂的“里程擔憂”問題。汽油車仍然在道路上占主導地位,對里程的擔憂是主要原因之一,但一組科學家試圖解決這個問題。

Fraunhofer Gesellschaft移動儲能系統項目經理Mareike Wolter正在與一個團隊合作開發一種新電池,這種電池可以使電動汽車一次行駛620英里(1000公里)。

Walter表示,該項目始于三年前,當時德國理工學院與蒂森克虜伯系統工程公司和IAV汽車工程公司的研究人員聚在一起,討論如何提高汽車鋰電池的能量密度。他們將注意力轉向了廣受歡迎的全電動汽車特斯拉,并開始對其進行研究。

特斯拉最新的汽車Model s 100D配備了100千瓦時的電池組,續航里程約335英里(540公里)。電池非常大,大約16英尺長,6英尺寬,4英寸厚。電池組包含8000個鋰離子電池,每個電池都裝在一個圓柱形外殼中。圓柱體高約2-3英寸(6-7厘米),直徑約0.8英寸(2厘米)。

Walter告訴《現場科學》:“我們認為,如果我們使用與特斯拉電池相同的空間,但具有更高的能量密度和1000公里的巡航里程,那就太好了。”

她認為,有一種方法可以實現這一目標,即優化電池材料以儲存更多能量;

此外,還有另一種方法,那就是改進系統的整體設計。

每個電池約50%的空間被外殼、正極、負極和電解質(一種允許帶電粒子移動的液體)等部件占據。如果你把電池放進車里,你需要更多的空間,因為你需要電線將電池與汽車的電力系統連接起來。“

這種設計浪費了空間。Walter說:“系統中有許多不活躍的組件。在我們看來,這是一個問題。

因此,科學家們決定調整電池的整體設計。怎么做?科學家們拆除了封裝單個電池的外殼,用薄的設計取代了圓柱形設計。金屬片上涂有儲能材料,儲能材料由粉末陶瓷和聚合物粘合劑制成。金屬片的一側為正極,另一側為負極。

研究人員將所謂的雙極電極一個接一個地堆疊起來,就像堆疊紙張一樣。電極被一種薄電解質隔開,里面有一種防止電荷短路的材料。然后,科學家們將堆疊的片材包裝起來,這些片材的大小約為10平方英尺(1平方米),上下部分連接到汽車動力系統。

科學家的最終目標是開發一種與特斯拉汽車或其他電動汽車空間相同的電池系統。Walter說:“我們可以在同一空間放置更多的電極,儲存更多的電能。”她還說,研究人員的目標是到2020年在汽車上測試該系統。科學家們拆除了封裝單個電池的外殼,用薄的設計取代了圓柱形設計。金屬片上涂有儲能材料,一側為正極,另一側為負極。根據美國汽車協會的報告,美國司機平均每天開車30英里(48公里)。盡管電動汽車的續航里程相當于這個數字的三倍,但許多人仍然不愿意購買。

這就是所謂的“里程擔憂”問題。汽油車仍然在道路上占主導地位,對里程的擔憂是主要原因之一,但一組科學家試圖解決這個問題。

Fraunhofer Gesellschaft移動儲能系統項目經理Mareike Wolter正在與一個團隊合作開發一種新電池,這種電池可以使電動汽車一次行駛620英里(1000公里)。

Walter表示,該項目始于三年前,當時德國理工學院與蒂森克虜伯系統工程公司和IAV汽車工程公司的研究人員聚在一起,討論如何提高汽車鋰電池的能量密度。他們將注意力轉向了廣受歡迎的全電動汽車特斯拉,并開始對其進行研究。

特斯拉最新的汽車Model s 100D配備了100千瓦時的電池組,續航里程約335英里(540公里)。電池非常大,大約16英尺長,6英尺寬,4英寸厚。電池組包含8000個鋰離子電池,每個電池都裝在一個圓柱形外殼中。圓柱體高約2-3英寸(6-7厘米),直徑約0.8英寸(2厘米)。

Walter告訴《現場科學》:“我們認為,如果我們使用與特斯拉電池相同的空間,但具有更高的能量密度和1000公里的巡航里程,那就太好了。”

她認為,有一種方法可以實現這一目標,即優化電池材料以儲存更多能量;

此外,還有另一種方法,那就是改進系統的整體設計。

每個電池約50%的空間被外殼、正極、負極和電解質(一種允許帶電粒子移動的液體)等部件占據。如果你把電池放進車里,你需要更多的空間,因為你需要電線將電池與汽車的電力系統連接起來。“

這種設計浪費了空間。Walter說:“系統中有許多不活躍的組件。在我們看來,這是一個問題。

因此,科學家們決定調整電池的整體設計。怎么做?科學家們拆除了封裝單個電池的外殼,用薄的設計取代了圓柱形設計。金屬片上涂有儲能材料,儲能材料由粉末陶瓷和聚合物粘合劑制成。金屬片的一側為正極,另一側為負極。

研究人員將所謂的雙極電極一個接一個地堆疊起來,就像堆疊紙張一樣。電極被一種薄電解質隔開,里面有一種防止電荷短路的材料。然后,科學家們將堆疊的片材包裝起來,這些片材的大小約為10平方英尺(1平方米),上下部分連接到汽車動力系統。

科學家的最終目標是開發一種與特斯拉汽車或其他電動汽車空間相同的電池系統。Walter說:“我們可以在同一空間放置更多的電極,儲存更多的電能。”她還說,研究人員的目標是到2020年在汽車上測試該系統。

標簽:特斯拉Model S

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