新方法讓電動汽車10分鐘充電90%

投稿人:科技日報 記者:張夢然

 盡管電動汽車越來越受歡迎,但許多消費者仍在猶豫是否要換車。一個原因是,電動汽車的充電時間太過漫長,但加快充電過程可能會損壞電池并縮短其使用壽命。研究人員22日在美國化學學會秋季會議上報告說,他們設計了一種超快充電方法,可在10分鐘或更短的時間內為不同類型的電動汽車電池供電而不會造成傷害。

 研究人員表示,快速充電是提高消費者信心和全面采用電動汽車的關鍵,這將使車輛充電非常類似于在加油站加油。

 為電動汽車鋰離子電池充電過程是一種微妙的平衡行為。當電池充電時,鋰離子從設備的一側(陰極)遷移到另一側(陽極)。只要鋰離子遷移得快,電池充電就更快,但有時鋰離子不會完全移動到陽極中。在這種情況下,鋰金屬會堆積起來,這可能會引發電池早期故障,還可能導致陰極磨損和破裂。所有這些問題都將縮短電池的使用壽命和車輛的有效續航里程。

 這一難題的一個解決方案是以優化速度的方式改善充電協議,同時避免損壞目前在車輛中使用的許多不同類型的電池。但開發最佳協議需要大量數據,了解各種方法如何影響這些設備的壽命、效率和安全性。

 為了應對這些挑戰,美國愛達荷國家實驗室的研究團隊使用機器學習技術整合充電數據來創建獨特的充電協議。通過輸入許多鋰離子電池在充電和放電循環期間的狀況信息,科學家們訓練機器學習分析來預測電池壽命以及不同設計最終會失敗的方式。然后,該團隊將數據反饋到分析中,以識別和優化隨后在真實電池上測試的新協議。

 研究結果顯示,新方法在短時間內顯著增加了進入電池的能量。研究人員觀察到電池在10分鐘內充電到90%以上,且沒有鋰電鍍或陰極開裂。而目前的方法充其量只能在大約半小時內讓電動汽車充滿電。機器學習模型的一個優勢在于它將協議與電池中實際發生的物理現象聯系起來。

 研究人員計劃使用他們的模型開發更好的方法,并幫助設計經過優化以進行快速充電的新型鋰離子電池。研究人員表示,他們的最終目標是讓電動汽車能夠“告訴”充電站如何快速安全地為其特定電池供電。


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