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SLAC-斯坦福&丰田研究院揭秘电动车电池黑科技!

创作时间:
作者:
@小白创作中心

SLAC-斯坦福&丰田研究院揭秘电动车电池黑科技!

引用
8
来源
1.
https://www6.slac.stanford.edu/news/2024-08-29-researchers-discover-surprising-way-jump-start-battery-performance
2.
https://www.huntkeyenergystorage.com/battery-formation/
3.
https://news.stanford.edu/stories/2024/12/existing-ev-batteries-may-last-up-to-40-longer-than-expected
4.
https://electrek.co/2024/12/10/ev-batteries-may-last-up-to-40-percent-longer-than-expected-stanford/
5.
https://insideevs.com/news/732026/lithium-battery-health-toyota-study/
6.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542435124003532
7.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405844024108377
8.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405844024020978

SLAC-斯坦福电池中心和丰田研究院的科学家们最近发现,在电动汽车电池化成过程中采用异常高的电流,能够显著延长电池使用寿命并提升效能。这一突破性的研究显示,通过受控的充放电操作形成坚固的SEI层,可将电池平均寿命提升50%以上,甚至可达70%,极大提升了电动汽车的效率和使用寿命。这项新技术有望加速电动汽车生产速度,满足市场需求。

01

创新发现:高电流化成工艺

在传统的电池生产过程中,制造商通常采用低电流对新电池进行首次充电,认为这样可以形成更稳定的SEI层。然而,这种做法不仅耗时且成本高昂,还不一定能达到最佳效果。

研究团队通过科学机器学习方法,对影响SEI层形成的众多因素进行了分析。令人惊讶的是,他们发现只有两个因素最为关键:充电温度和电流。实验结果表明,采用高电流充电可以显著提升电池性能。

02

技术原理:SEI层的优化形成

在电池首次充电过程中,会在负极表面形成一层称为固态电解质界面(SEI)的柔软保护层。这层保护膜能够防止负极发生副反应,从而减少锂离子的损失,延缓电池性能衰退。

研究发现,虽然高电流充电会导致初期锂离子损失增加,但这种“牺牲”却能带来意想不到的好处。就像从满桶水中预先舀出一部分,可以减少后续搬运过程中的洒漏,初期的锂离子损失反而能让电池在后续使用中表现得更加高效。

03

实际应用:提升电池寿命与生产效率

这一发现具有重要的实际应用价值。首先,它能够显著延长电池寿命。实验数据显示,采用高电流化成工艺的电池平均寿命提升了50%,部分电池甚至达到了70%的提升。其次,这种工艺还能加快电池生产速度。由于高电流充电所需时间更短,电池制造商能够更快地完成电池生产,更好地满足市场需求。

这一突破性研究不仅展示了电池技术的创新潜力,更为电动汽车行业的可持续发展提供了新的技术支持。随着电池寿命的延长和生产效率的提升,电动汽车的普及和推广有望进一步加速。

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