為縮短電動汽車充電時間，科學(xué)家們一直在積極尋找新方案。近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏院士團(tuán)隊與姚宏斌、倪勇教授團(tuán)隊合作，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)成為電動汽車最重要的動力源，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)隊構(gòu)建了一種新型粒子級理論模型，用于同時優(yōu)化電極結(jié)構(gòu)中粒度分布和電極孔隙率分布兩個參數(shù)，提高石墨負(fù)極的快充性能。
在粒子級理論模型中，研究人員按照石墨顆粒大小的順序重新“排隊”，同時調(diào)整電極孔隙率大小分布。模擬計算結(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%，同時保持高能量密度。 (陳根)
標(biāo)簽： 新型雙梯度石墨負(fù)極材料問世 縮短電動汽車充電時間 電動汽車動力源 新型粒子級理論模型
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