科學家開發薄片式電池 汽車充電一次開1千 - 電池

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科學家開發薄片式電池 汽車充電一次開1千公里

2017年05月14日10:38

　　科學家剔除封裝單個電池的外殼，用薄片式設計取代圓柱形設計。金屬片上塗有能源
存儲材料，一側是正極一側是負極。

　　根據AAA的報告，美國司機平均每天駕駛汽車行駛30英里（48公里），雖然電動汽車
充電一次的續航距離相當於數字的3倍，不過還是有許多人不願意購買。這就是所謂的“
里程擔憂”問題，汽油汽車仍然統治著公路，里程擔憂是主要的原因之一，不過一個科學
家團隊試圖化解這個問題。

　　德國工研院（Fraunhofer-Gesellschaft）移動能源存儲系統項目經理沃爾特（
Mareike Wolter）與一個團隊攜手合作，正在研究一種新電池，它可以讓電動汽車充電一
次續航620英里（1000公里）。

　　沃爾特介紹稱，項目於3年前啟動，當時德國工研院與同蒂森克虜伯系統工程（
ThyssenKrupp System Engineering）、IAV汽車工程的研究人員聚在一起，討論如何改進
汽車鋰電池的能源密度。他們將目光轉向了流行的全電動汽車特斯拉，由此開始研究。

　　特斯拉最新的汽車Model S 100D安裝100千瓦時電池組，續航里程約為335英里（540
公里）。電池很大，約有16英呎長、6英呎寬、4英吋厚。電池組包含了8000個鋰離子電芯
，每一個都裝在圓柱外殼中，圓柱大約 2-3英吋（6-7釐米）高，直徑0.8英吋（2釐米）
。

　　沃爾特告訴Live Science：“我們當時就想，如果使用的空間與特斯拉電池是一樣的
，但是能源密度更高，可以讓續航里程達到1000公里，那將是十分棒的一件事。”

　　她認為，要達到目標有一個辦法，那就是優化電池材料，讓它存儲更多的能量；除此
之外還有另一種辦法，那就是改進系統的整體設計。

　　每一個電芯大約50%的空間被組件佔據，比如外殼、正極、負極、電解質（一種液體
，讓帶電粒子移動）。如果將電芯裝進汽車需要的空間更大，因為要用線將電池與汽車的
電力系統連接起來。

　　“這種設計浪費空間。”沃爾特說，“在系統中有許多不活躍的組件，在我們看來，
這是一個問題。”

　　於是乎，科學家決定調整電池的整體設計。怎麼做的呢？科學家剔除封裝單個電池的
外殼，用薄片式設計取代圓柱形設計。金屬片上塗有能源存儲材料，它是用粉末陶瓷和聚
合物粘合劑製造的。金屬片的一側是正級，另一側是負極。

　　研究人員將所謂的雙極性電極一個一個堆疊起來，如同將一張張紙疊起來一樣，電極
之間用薄薄的電解液分開，裡面還有一種材料防止電荷短路。然後科學家將疊起來的薄片
封裝，規格約為10平方英呎（1平方米），它的上部與下部與汽車電力系統連接。

　　科學家的最終目標就是開發一個電池系統，空間大小與特斯拉汽車或者其它電動汽車
的電池一樣。沃爾特稱：“在相同的空間內我們可以放進更多的電極，存儲更多的電能。
”她還說，研究人員的目標是在2020年之前在汽車上測試系統。

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