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特斯拉“百年电池”的秘密 都在这篇论文里(6)

2022-06-17 20:06栏目:资讯
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  1、克服电极失效导致容量下降,可以采用更科学的充电策略。在前文的分析之中,随着电池正极电压曲线的变化,负极曲线也会随之变化,这就导致电池容量降低。如果在发生电极失效之后,充电至更高的电压,那么就能重新“解锁”更多的存储能量。但是,这不是一项长久之计,因为电压升高,电池还会加速退化。在经过类似这样的操作之后,三元锂电池的寿命可能会更高。

  2、快速充电的高阻抗特性:传统三元锂电池在使用期间,阻抗和内阻的变化会导致正极阻抗的增加。这也就意味着,如果能够要快速充电,需要在接近充满的时候降低速率。但是在更换电解液主要物质之后,阻抗增加幅度相对较小。在接近满电的时候,也能以较高功率充电。这意味着,应用于电动汽车时,充电速度能更快。

  3、电解液需要得到创新。含有低粘度溶剂(如乙酸甲酯和乙酸乙酯)的电解质已被证明可以更快速充电。但在高电压下运行时,由于氧化稳定性较低,因此会牺牲电池寿命。对于三元锂电池而言,低电压运行氧化的速度会变慢,因此这类电解质能够让电池实现更长的寿命。

  4、如果使用高镍、低钴或无钴材料,即便电池充电至高电压,也不会出现结构上的退化。与含有大量钴的电池材料相比,高镍、低钴材料目前虽然有更高的成本,但能量密度也随之增加。当充电到足够高的电压(通常超过4.06V)时,这些材料会由于较大的晶胞体积变化而降解。如果用于较低的3.80V电压,可以避免此类结构问题发生。

  5、三元锂和磷酸铁锂混合电池可能会改进正极的性能。由于三元锂和磷酸铁锂电池的负极配方基本相同,利用率也基本相同,因此混合电极可能也是一个很好的解决方案。不过,从此次研究的成果看,如果让三元锂电池运行在较低的电压之下,那么就能获得更长的寿命,而磷酸铁锂就是让电池保持更低的成本。

  在论文最后的结论中,Dahn及其团队谈到,低电压三元锂电池的寿命和能量密度超过了磷酸铁锂电池。如果用电设备对能量密度要求很高且寿命相比成本更重要的话,低压NMC532三元锂电池更值得投入使用。

  不过,这并不是否定磷酸铁锂电池。磷酸铁锂电池能够在成本和安全性上表现更为优越。

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