美國賓州大學新鋰電池技術，電動車充電10分鐘可跑200英哩
科技產業資訊室 (iKnow) - Kyle 發表於 2019年11月6日
圖、賓州大學團隊研發出高溫充電技術
2019年10月諾貝爾化學獎頒發給三位科學家，表彰他們為鋰離子電池的發展所做出的貢獻。這種可充電電池奠定了手機和筆記型電腦等產品的使用基礎。但是鋰離子電池要應用在電動車領域，仍需要一些技術性的突破，因為要充飽電動車電池的時間過長。在未來電動車電池競爭領域將面臨許多挑戰。
賓州州立大學最新研究顯示，其發明的新電池技術可以在短短10分鐘內為電動車提供200英哩以上的充電。這比起特斯拉所提供的超級充電站，必須要45至50分鐘才能為電動車充滿200英哩以上的里程，的確縮短了許多時間。
為了讓電動車能花較少時間且更快速充電，科學家正在盡全力找出安全且更快，更輕鬆地為電池充電的方法。簡單來說，如果路邊隨時擁有無處不在的快速充電基礎設施，那麼駕駛就不必再擔心電動車受限的巡航距離了。
若要在短短幾分鐘內進行大量充電，就需要提高充電電流。但是，在低溫的環境中，例如在攝氏30度（華氏86度）時，鋰電池快速充電會導致陽極周圍產生鋰金屬晶枝（dendrite），損耗電池壽命，甚至引發短路爆炸。可是在大約攝氏60度（華氏140度）的較高溫環境中，鋰離子就能較快速的移動，進而避免了晶枝的形成。不過，如果電池一直持續在高溫的環境中運作也可能導致其他問題。
賓州州立大學研究人員發現，在高溫的環境下，電池活性物質將與電解質產生鋰析出反應，形成一層鋰金屬表面膜，不僅消耗了活性鋰，而且還會提高電阻。但是這層表面膜的形成速度相對比較緩慢。於是其團隊便提出將電池保持在攝氏60度進行充電，並在鋰金屬表面膜形成之前，就將溫度降低的構想。
為此，該團隊開發了一種電池，該電池使用薄鎳箔形成內部自體發熱結構。在充電時將電池加熱到攝氏60度，然後冷卻到室溫，使他們能夠在10分鐘內將電池充電到80%，且運用這項技術反覆充電也不會損壞電池。
雖然該研究小組在研究中使用的是容量較小的單節電池（約10安培小時），但他們聲稱該技術將可用於開發電動車電池。只要充電電流隨電池容量比例增加，就可以在相同的充電時間為不同容量的電池充電。例如，對於150安培小時的電動車電池，快速充電站便以900安培的電流充電，在10分鐘內充飽電。
賓州州立大學聲稱該技術真正進入商業化，仍需約兩到三年的時間進行實體電動車的測試和評估。（710字）
參考資料：
New charging technique could power an electric car battery in 10 minutes. Science Magazine，2019/10/30
Electric cars could be charged in 10 minutes in future, finds research. The Guardian, 2019/10/30
Asymmetric Temperature Modulation for Extreme Fast Charging of Lithium-Ion Batteries. Joule, 2019/10/30.
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