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阿貢國家實驗室和伊利諾理工學院研發出可行駛1000英哩的電動車固態電池

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科技產業資訊室 - 友子 發表於 2023年4月17日
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圖﹑阿貢國家實驗室和伊利諾理工學院研發出可行駛1000英哩的電動車固態電池

阿貢國家實驗室和伊利諾理工學院的研究人員創造了一種固態電池,可用於擴展電動車的續航里程,並可放在短途飛機和重型卡車上。但目前這一固態電池只有實驗室規模,大約一角硬幣大小。其研究成果已經發表在2023年2月份的《科學》雜誌上。

阿貢國家實驗室和伊利諾理工學院的設計是鋰空氣電池的一個版本,這一類別已經存在了大約十年,但尚未取得商業突破。在這種特定的電池中,陽極由固態鋰製成。「空氣」部分來自外部空氣,通過陰極上的小孔流入。空氣中的氧氣與通過固體電解質的鋰離子發生反應。固態電解質由陶瓷和聚合物材料的組合製成,並允許離子通過。

在這種新型電池中,每個氧分子最多可與四個電子發生反應。這是因為材料的組合產生了一個環境,促使氧氣與四個電子發生反應。在這種情況下,電池有可能在一次充電後為電動車提供1,000英哩的動力。

伊利諾理工大學,這項研究最令人興奮的方面之一是開發用於海上運輸和航空電池的潛力。至於應用在電動車的潛力,則是該電池可讓電動車獲得超長續航里程,更棒的用途是製造出較小電池組外型,仍具有相當大續航里程的優勢,這將減輕車輛的重量和成本。

至於商品化時程,預計仍需要十年左右的時間才能進入市場。最初的挑戰之一是將實驗室規模的電池變成雛型,並將其尺寸放大至原來的100倍。

其實,現今汽車製造商和電池製造商距離發布第一款配備固態電池的電動車只有幾年時間了。豐田於2022年表示,到2025年將推出配備固態電池的混合動力汽車,而不是全電動車。

豐田是全球範圍內硫化物固態電池領域的龍頭企業,在硫化物固態電解質材料、固態電池製造技術、正極材料和硫化物電解質材料回收技術和製程等方面技術較為成熟,且專利佈局完整,是全球擁有固態電池相關專利數量最多的企業。

每個主要的汽車製造商都在研究固態電池,包含:福斯投資QuantumScape;BMW和Solid Power合作;賓士與美國Factorial Energy公司達成戰略合作;現代汽車早在2017年即宣佈自主研發固態電池,並投資了美國新創公司Ionic Materials。雖然計劃各不相同,但它們都指向在大約五年內將推出一些配備固態電池的電動車,預計2030年代將會有更多固態電池電動車出現。(847個字;圖1)


參考資料:
This Dime-Sized Battery Is a Step Toward an EV With a 1,000-Mile Range. Inside Climate News, 2023/04/06.


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