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2019年10月10日 | 西班牙利用激光技术设计下一代电池 延长电池使用寿命
2019-10-10 来源：盖世汽车
（图源：Laser4Surf官网）
随着电动出行趋势日益明显，未来对电池的需求越来越大。人们需要更环保、更便宜、存储容量更大、寿命更长的电池。据外媒报道，西班牙的一个研究小组利用激光技术设计下一代电池。
在欧盟资助的Laser4Surf项目中，科学家们尝试提高锂离子电池的稳定性。西班牙CIC energiGUNE能源研究中心的高级界面分析小组组长、物理学家Miguel Angel Munoz-Marquez博士表示：“我们利用激光改变电流收集器表面，这是电池组件之一。这些改进可以提高电池的稳定性，从而延长电池寿命。”
所有锂离子电池两端都有电流收集器，上面涂覆着电极材料。在电池运行期间，这些材料可以储存锂离子，并在必要时释放它们。从技术上讲，激光作用于金属表面，可以使电极更好地附着在集流器上。防止发生导致电极与集流器分离的意外反应。
Miguel Angel Muñoz称：“通过这些改进措施，还可以提高电池在高功率负载下的性能。我们希望利用激光，提升电流收集器的表面活性，使它能够在充放电过程中处理更多的电子。”
目前，电动汽车的锂离子电池已表现出足够强大的性能。不同公司生产的电池，可以让一辆汽车在不充电的情况下行驶200至500公里。但是现在的主要问题在于价格，因为在汽车成本中，电池大约占40%或50%。Muñoz说：“通过技术改进，可以降低成本，如同我们在Laser4Surf项目中所做的那样。除此之外，还可以使用更便宜的材料来节约成本。如果能找到解决方案延长电池寿命，即使价格高些也算是一种进步。电池续航时间若能延长，以前的投资就会得到回报。”
该项目研究的另一个重要问题是电池可持续性。在Laser4Surf项目中，研究人员跳过制造过程中的一个化学步骤：电流收集器的碳涂层。在普通锂离子电池上，碳涂层可以改善集流器性能，比如确保集流器和电极之间的电接触更好。Muñoz解释说：“通过激光改变集流器的表面，可以消除化学涂层的需要。与此同时，激光蚀刻提高了电气和机械性接触，因此电池性能更好。”
经过第一次实验室测试，Miguel Angel Muñoz对这项研究的发展充满了希望。他表示：“在项目后半段，我们正在研制一种原型，接近手机电池的尺寸。这可以说是工业化生产前的试验。”下一步是向电池公司展示这些发现的竞争力。“如果一切顺利，在不到十年的时间里，我们就能达到工业化生产规模。”
赫尔姆霍兹研究所乌尔姆（HIU）Stefano Passerini教授表示：“改善活性物质和集流器之间的接触，这一点至关重要。这是提升电池寿命和的充电性能的极佳方法。”他认为，激光技术是可行的，因为它的成本更低。但是，只有计算出收益/成本结余，才能真正评估研究效力。
尽管如此， Muñoz相信，这项研究可以为企业节省大量成本。任何突破性进展都会对电池行业产生较大影响，并帮助实验室筹集更多资金，使其能够在这方面投入更多努力。
史海拾趣
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