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2019年12月05日 | 阿贡推光电融合新机制 加速电池充电且不降低性能
2019-12-05 来源：盖世汽车
（图源：阿贡官网）
据外媒报道，美国能源部阿贡国家实验室的研究人员开发新机制，加快电动汽车锂离子电池充电速度。只需将正极暴露在集中的光束下（如氙灯发出的白光），电池充电时间就会缩短一半或更多。如果投入商用，这项技术或将改变电动汽车的游戏规则。
因为电动汽车充电时间长，或者充电站位置太远，车主们普遍存在“里程焦虑”。对于推进电动汽车普及化来说，快速充电仍然是关键挑战。现在的超级充电站通过向电池提供大电流，实现快速充电。然而，在过短的时间内输入过高电流，会降低电池的性能。
通常情况下，车用锂离子电池充电时，需要一定的时间才能完成电化学反应，包括从氧化物正极中移除锂，并将其插入石墨负极中。阿贡知名学者Christopher Johnson表示：“我们希望，在不破坏电极的情况下，输送更大的电流，从而大大缩短电荷反应时间。”
目前，锂离子电池是在黑暗状态下工作，电极被封装在壳体中。相比之下，阿贡推出光辅助技术（photo-assisted），使用透明容器，在充电时通过集中的光束照亮电池电极。研究小组制作带有透明石英窗的小型锂离子电池。然后，让白色的光从窗口照射到正极上，再测试没有白光的情况。研究人员假设，在充电过程中，白光会与典型的正极材料发生良好的相互作用，并且证实了这点。正极材料是锂锰氧化物，缩写为LiMn2O4 （LMO）。
测试结果显示，光与LMO相互作用，成为加速反应的关键因素。作为半导体材料，LMO可以与光发生反应，在充电时吸收光子，锰元素的电荷状态会从三价态变为四价态（Mn3+变为Mn4+）。因此，锂离子从正极喷射出来的速度更快，从而加快电池反应。研究小组发现，反应越快，充电速度越快，而且不影响电池性能和循环寿命。Johnson称：“测试结果显示，开灯后，电池的充电时间缩短至原来的一半。”
能源前沿研究中心Paul Fenter表示：“这是光和电池技术首次融合的结果，预示着电池创新充电概念的良好发展前景。”
史海拾趣
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