據(jù)外媒報道,特斯拉加拿大研究中心發(fā)布了有關(guān)鋰離子/鋰金屬混合電池的研究結(jié)果,此種混合電池可用于打造配備增程器的純電動汽車。
通常來說,當(dāng)談?wù)摰綆в性龀唐鞯碾妱悠嚂r,指的是一種由電池驅(qū)動、但配備一個小型汽油內(nèi)燃機(jī)的電動汽車。當(dāng)用戶需要更長的續(xù)航時,該增程器可以充當(dāng)給電池充電的發(fā)電機(jī)。例如,寶馬i3 Rex車型就配備了一個電池組,純電動續(xù)航里程可達(dá)126英里(約合203公里),如果使用內(nèi)燃機(jī),續(xù)航里程可延長至200英里(約合320公里)。
特斯拉的混合電池研究由加拿大豪斯大學(xué)(the University of Dalhousie)的Jeff Dahn團(tuán)隊進(jìn)行。該團(tuán)隊描述了一種新型電池,既能利用鋰離子電池壽命長的優(yōu)勢,又可利用鋰金屬電池能量密度高的優(yōu)勢。
增加電池的能量密度會增加電動汽車的成本,實現(xiàn)更長的續(xù)航里程。用鋰金屬替代傳統(tǒng)鋰離子電池中的石墨陽極就可顯著提高能量密度,但是,鋰金屬陽極會導(dǎo)致電池容量損耗快、壽命短。為了研發(fā)壽命更長的高能量密度電池,研究人員提出一種鋰離子/鋰金屬混合電池,通過有意地在石墨上鍍上鋰金屬而實現(xiàn)。雖然在傳統(tǒng)鋰離子電池中,額外進(jìn)行鋰鍍是一種降解機(jī)制,研究人員卻利用經(jīng)過優(yōu)化的雙鹽電解液,在石墨上實現(xiàn)可逆的鋰電鍍。此外,由于電池通常無法100%實現(xiàn)容量循環(huán),此類混合電池可在鋰離子模式下運行,壽命幾乎不會退化,而定期充滿電的鋰金屬則可以擴(kuò)大電池容量。
研究人員還談到該技術(shù)對于電動汽車的作用:“如果配備傳統(tǒng)鋰離子電池的電動汽車?yán)m(xù)航里程可達(dá)400公里,使用混合電池后,其續(xù)航里程可達(dá)480公里。通過限制混合電池在鋰離子模式下運行時的最高截止電壓,該電池的平均電壓和輸出容量都會降低。因此,在鋰離子模式下運行的混合電池能量密度可達(dá)530Wh/L,比傳統(tǒng)鋰離子電池低25%左右,使車輛續(xù)航里程達(dá)300公里。根據(jù)Smart et al.34進(jìn)行的有關(guān)電動汽車駕駛行為研究,平均只有1%的電動汽車日常行駛會達(dá)325公里以上,因此,在大多數(shù)情況下,讓該混合電池以鋰離子模式運行可讓電動汽車的續(xù)航里程達(dá)到300公里,周期性地讓電池以鋰金屬模式運行,則可實現(xiàn)400公里以上的續(xù)航里程,對于大多數(shù)駕駛員而言,都是符合要求的。”
現(xiàn)在,該混合電池并未上市,還處于研發(fā)早期階段,雖然研究人員展示了該款混合電池的性能取得了非常驚人的進(jìn)步,但要實現(xiàn)商業(yè)化還有很長的路要走。此外,這也不是特斯拉首次研究混合電池,該公司在2013年還申請了一項鋰離子/鋰金屬混合電池專利。
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