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印裔美国科学家研发新型电池 有望将电动汽车续航提高一倍

盖世汽车 Fairy 2022-11-18 09:47:29

盖世汽车讯 据外媒报道,印裔美国科学家Devendra Sadana博士研发了一种基于锂硅合金的新型廉价电池,其能量密度可达600 Wh/k,有望将电动汽车的续航里程提高一倍至1000公里。该变革性解决方案有望彻底改变锂离子电池行业,且显著提高电池的安全性。

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丰田普锐斯汽车中的锂离子电池(图片来源:POSi Energy)

Sadana博士是曾就职于IBM的电池专家,现在是纽约POSi Energy公司的创始人兼首席执行官,而其团队已经研发出新型高性能锂离子电池。

POSi的电池采用了一种特殊的合金(用两种或两种以上元素制成的金属)锂硅阳极,可谓是电池结构内的“巨大突破”。

据称,该技术制成的电芯的能量密度高达600 Wh/kg以上(1,200 Wh/L),而且不会生成锂枝晶。这是一项重大技术突破,因为枝晶会导致电池严重退化,引发“热失控”,从而会导致电动汽车和移动设备等起火。

多年来,有很多版本的电池都已实现商业化,如磷酸铁锂(LiFEPo4)电池。不过,锂离子电池的基本结构一直未变。Sadana却改变了电池结构的大部分组成部分。

一般而言,现有的锂离子电池的阴阳极比例为1:1.2,POSi的合金锂硅阳极电池技术则打破此种限制,“分离”了阳极与阴极。

与传统锂离子电池采用石墨(或石墨衍生物)作为阳极不同,Sadana采用了一种合金锂硅,可实现两大优势:

1、在使用比例上,分离了阳极与阴极,因此让下一代锂离子电池更加灵活,因为可以预先确定电池包的能量总量;

2、充电功率——能量密度,是原来的两倍。传统的石墨阳极电池的充电功率限制为4-5 mAh/cm2,Sadana则表示,其解决方案无此种限制,创造了一种“充电功率超10 mAh/cm2”的电池。

该电池有望将特斯拉电动汽车中采用的最新电池的能量密度翻一番。特斯拉目前采用的“4680”电池的额定能量密度为272-296 Wh/kg;使用更为广泛的“2170”电池,预计能量密度为263-276 Wh/kg。

Sadana博士表示,其设计可与目前的电池生产工艺兼容,即可以采用现有的锂离子电池工厂生产该电池。“集成”至标准电芯中将可让POSi的电芯生产成本达到100美元/kWh以下。

POSi已经证实,其电池包原型通过采用高于行业标准的阴极负载,在电流密度高达6 mAh/cm2的300次以上充放电循环(4小时充放电循环)后,容量损失不到0.04%。

POSi的目标是将其技术授权给其他公司,类似苹果将技术授权给富士康的模式。

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