在 10 分钟内为电动汽车充电。 和更长的电池寿命感谢...加热。 特斯拉用了两年，现在科学家发明了它

人们相信现代锂离子电池在室温下表现最佳，因为它们在充电速度和电池退化之间提供了合理的折衷。 然而，事实证明，在充电前加热它们可以增加充电功率，并且不会显着影响电池消耗。

目录

• 来自特斯拉的科学研究的机制
  • 锂离子电池的最大问题是被困住的锂。 在 SEI 或石墨中。 更少的锂 = 更少的容量
  • 短时间内温度升高 = 安全充电，功率更大
  • 结果？ 触手可及：充电 200-500 kW 和 20-50 年的电池寿命

特斯拉在 2017 年为其车辆增加了电池预热机制。 在低温下。 据推测，这将增加冬季的飞行范围并在寒冷的天气加速充电。 然而，加热和冷却本身并不是一个特殊的发现，许多制造商使用主动冷却/加热的电芯或完整的电池组。

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钥匙出来了 以加快充电过程而不损坏电池的方式加热。... 更新后似乎很清楚温度应该是多少，以减少充电器的停机时间。 自 Supercharger v2019 于 3 年 2019 月首播以来，连接到 Supercharger 之前的电池预热功能（最终在 XNUMX 年预热：途中对电池进行预热）已永久包含在软件中：

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宾夕法尼亚州立大学电化学电机中心的科学家们刚刚证明特斯拉是对的。 这意味着 电动汽车10分钟充满电 z 容量达数百千瓦 i 不用担心电池容量下降 几十年来，直到精确选择电池加热的温度。

但让我们从头开始：

锂离子电池的最大问题是被困住的锂。 在 SEI 或石墨中。 更少的锂 = 更少的容量

这是普遍接受的 锂离子电池的最佳工作温度是室温... 因此，电池的主动冷却机制可确保电池不会过热（毕竟，并非总是可以保持标称 20 摄氏度）。

室温可以抑制钝化层的生长——电解质的凝固部分，它积聚在电极上并结合锂离子； SEI - 以及石墨电极中锂离子的囚禁。 温度升高意味着这两个过程都会加速。 您可以在初始测试后看到这一点。

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电化学电机中心的科学家们已经证实， 电动汽车中使用的锂离子电池在 50°C 时只能保持约 6 个电荷。 （即电池容量的 6 倍，例如，0,2 kWh 的电池用 1,2 kW 的电源充电等）。

为了比较，相同的链接：

• 他们很容易到达 2C 充电 500 次 （对于配备 40 kWh 电池的汽车，它是 40 kW，对于配备 80 kWh 电池的汽车，它是 80 kW，等等），
• 他们已经持续了 200C 仅需 4 次充电.

同时，“承受”是指损失原始功率的 20%，因为这是汽车行业对这个术语的理解。

多年来，锂离子电池的研究人员一直试图通过改变电解质的成分或用各种材料涂覆电极以防止捕获锂离子来解决这个问题。 因为正是电池中移动的锂离子决定了其容量。

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出乎意料的是，事实证明这个问题可以更容易地解决。 将电池加热足以显着减少捕获锂离子的问题。 不幸的是，较高的温度无论如何都会导致电池容量下降：当电极中锂的封装受到限制时，钝化层 (SEI) 的生长问题并没有得到解决。

不是用棍子，而是用棍子。

更高的温度 短时间 = 安全充电，功率更大

然而，上述研究中心的科学家们设法找到了一个中间立场。 他们叫他 非对称温度调制方法... 他们将元件加热 30 秒至 48 摄氏度，然后将其充电 10 分钟，以便系统最终工作且温度下降。

为什么充电只需要10分钟？ 好吧，在 6 C 时，这足以将电池充电至其容量的 80%。 6 C 表示电源：

• 240 kW 用于 Nissan Leaf II
• 400 kW 现代 Kona Electric 64 kWh，
• 特斯拉 Model 480 为 3 千瓦。

当从 0% 充电到 80% 时，这种高功率需要 10 分钟的充电器停机时间。 但是，如果电池放电率较低（10%、15%、...）， 能量补充过程甚至不到10分钟!

电池的冷却机制只需确保电池温度不超过 50 度（研究人员称 53 摄氏度）即可限制钝化层形成的速度。 同时，较短的充电时间使得缩短生长期成为可能。

结果？ 触手可及：充电 200-500 kW 和 20-50 年的电池寿命

科学家们能够证明，以这种方式处理的 NMC622 电池能够承受 1 次充电，功率为 700 C，容量损失高达 6%。 20 次充电不是很可观，但如果我们每年行驶 1 公里并且电池容量为 700 千瓦时，这就是 结果转化为23年的运营.

我们补充说，电池和电动汽车的续航里程正在增长，而波兰人通常每年行驶不到 20 80 公里，这意味着电池容量应该在大约 30 到 50 年内下降到 XNUMX%。

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Warto poczytać：用于锂离子电池超快速充电的非对称温度调制

开场照片：电极电镀（锂涂层）取决于电池温度 (c) 电化学马达的中心

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