為縮短電動(dòng)汽車充電時(shí)間，科學(xué)家們一直在積極尋找新方案。近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏院士團(tuán)隊(duì)與姚宏斌、倪勇教授團(tuán)隊(duì)合作，致力于解決鋰離子電池高能量密度與快充性能之間的矛盾，提出并制備出一種新型雙梯度石墨負(fù)極材料，實(shí)現(xiàn)了鋰離子電池在6分鐘內(nèi)充電60%。
現(xiàn)階段，鋰離子電池已經(jīng)成為電動(dòng)汽車最重要的動(dòng)力源，其發(fā)展經(jīng)歷了三代技術(shù)的發(fā)展，其中，鈷酸鋰正極為第一代，錳酸鋰和磷酸鐵鋰為第二代，三元技術(shù)則為第三代。不過，鋰電池的續(xù)航能力、電池循環(huán)使用壽命有限等問題，也常常被人們所詬病。
研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一種新型粒子級(jí)理論模型，用于同時(shí)優(yōu)化電極結(jié)構(gòu)中粒度分布和電極孔隙率分布兩個(gè)參數(shù)，提高石墨負(fù)極的快充性能。
在粒子級(jí)理論模型中，研究人員按照石墨顆粒大小的順序重新“排隊(duì)”，同時(shí)調(diào)整電極孔隙率大小分布。模擬計(jì)算結(jié)果表明，在大電流密度充電條件下，這種新結(jié)構(gòu)相對(duì)于傳統(tǒng)的隨機(jī)均質(zhì)電極以及單梯度電極，展現(xiàn)出了優(yōu)異的快充性能。
研究人員發(fā)現(xiàn)，基于這種新型雙梯度石墨負(fù)極材料制備出的鋰離子電池分別在5.6分鐘和11.4分鐘從零充電到60%和80%，同時(shí)保持高能量密度。 (陳根)
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