美研發(fā)能量密集新型電池 可為電動汽車長途行駛供電

據(jù)國外媒體報(bào)道，美國科學(xué)家近日成功研制了能量密集的新型電池，可為電動汽車進(jìn)行長途行駛時(shí)長時(shí)間供電。該電池的使用將消除目前電動汽車大規(guī)模使用面臨的三大障礙：成本、距離和安全性，有望徹底變革電動汽車行業(yè)。

美國加州Envia系統(tǒng)（Envia Systems）電池科技公司的研究人員研發(fā)的新型鋰離子電池每克儲存的能量是目前所用電池的兩倍，該公司將在美國能源部ARPA-E(Advanced Research Projects Agency-Energy)舉行的第三次年度會議上宣布這一突破性進(jìn)展。Envia公司共同創(chuàng)始人和首席技術(shù)官、材料科學(xué)家薩杰特 庫馬爾（Sujeet Kumar）解釋說：“我們實(shí)現(xiàn)了400瓦時(shí)/千克的儲能密度，我們已經(jīng)制造了一個(gè)40安培的電池，汽車可以識別和使用。”該電池已經(jīng)通過美國海軍水面戰(zhàn)中心(Naval Surface Warfare Center)的獨(dú)立能量密度測試驗(yàn)證。

該項(xiàng)目獲得ARPA-E的400萬美元贈款，Envia電池技術(shù)建立在美國能源部下屬的阿貢國家實(shí)驗(yàn)室關(guān)于先進(jìn)復(fù)合電極材料的研究基礎(chǔ)上，研究人員發(fā)現(xiàn)高能富錳的陰極材料擁有更大的能量密度。該研究團(tuán)隊(duì)然后把重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到陽極（鋰離子流向產(chǎn)生電流的電極），通過合并硅和石墨提高其性能。通過把硅與碳混合，研究人員解決了硅陽極使其它電池失去反復(fù)充電和放電能力的問題。簡而言之，就是硅膨脹。庫馬爾承認(rèn)：“因?yàn)槿莘e的巨大變化，硅陽極難以持續(xù)10個(gè)循環(huán)周期。但是，通過用碳涂料包圍，以及和碳纖維交織，他們解決了這一問題，他們研制的電池可循環(huán)400次。庫馬爾補(bǔ)充說：“硅即使在第一個(gè)周期受到破壞，通過碳纖維可以保持連接。”

汽車電池面臨的另一個(gè)問題就是所謂的“熱失控（thermal runaway）”，這一點(diǎn)尤其是汽車電池都必須經(jīng)過的測試。用8毫米的指甲迅速地穿透電池，可對電池的這項(xiàng)性能進(jìn)行測試。研究人員聲稱Envia電池能通過這個(gè)考驗(yàn)。庫馬爾說：“主要是這款電池非常薄，它很容易驅(qū)散熱量。”

超薄的能量密集型電池可為每輛汽車節(jié)約一半能源。該電池價(jià)格便宜，每千瓦時(shí)125美元，不到目前電池成本的一半。但是，除了進(jìn)一步的獨(dú)立測試，汽車制造商還需對該電池進(jìn)行多年的測試。Envia董事長兼首席執(zhí)行官Atul Kapadia說：“我們與世界各地的所有品牌汽車廠商合作。我們的想法是要么組建合資企業(yè)生產(chǎn)電池，或許讓現(xiàn)有的合作伙伴利用該技術(shù)。

該技術(shù)能夠提高電動汽車的行駛距離，如通用汽車公司的雪佛蘭伏特（Chevy Volt）汽車等。每公斤電池能儲存更多的電量，電動汽車可以行駛更遠(yuǎn)的距離。這意味著日產(chǎn)LEAF裝上Envia的電池可能只需10美元，就可在圣路易斯和芝加哥之間行駛300英里（約合483公里），而不是今天所能行駛的大約80英里（約合129公里）。 庫馬爾在宣布這一科學(xué)突破的聲明中表示：“我們希望，Envia的新一代鋰離子電池將徹底變革電動汽車行業(yè)，它消除了電動汽車大規(guī)模使用面臨的三大障礙：成本、距離和安全性。一次充電可行駛300英里（約合483公里）將解決電動汽車行駛距離短的問題。”