(圖源:Laser4Surf官網(wǎng))
隨著電動出行趨勢日益明顯,,未來對電池的需求越來越大,。人們需要更環(huán)保、更便宜,、存儲容量更大、壽命更長的電池。據(jù)外媒報道,,西班牙的一個研究小組利用激光技術(shù)設(shè)計下一代電池。
在歐盟資助的Laser4Surf項目中,,科學(xué)家們嘗試提高鋰離子電池的穩(wěn)定性,。西班牙CIC energiGUNE能源研究中心的高級界面分析小組組長、物理學(xué)家Miguel Angel Munoz-Marquez博士表示:“我們利用激光改變電流收集器表面,,這是電池組件之一,。這些改進(jìn)可以提高電池的穩(wěn)定性,從而延長電池壽命,?!?/p>
所有鋰離子電池兩端都有電流收集器,上面涂覆著電極材料,。在電池運行期間,,這些材料可以儲存鋰離子,并在必要時釋放它們,。從技術(shù)上講,,激光作用于金屬表面,可以使電極更好地附著在集流器上,。防止發(fā)生導(dǎo)致電極與集流器分離的意外反應(yīng),。
Miguel Angel Mu?oz稱:“通過這些改進(jìn)措施,還可以提高電池在高功率負(fù)載下的性能,。我們希望利用激光,,提升電流收集器的表面活性,使它能夠在充放電過程中處理更多的電子,?!?/p>
目前,,電動汽車的鋰離子電池已表現(xiàn)出足夠強(qiáng)大的性能。不同公司生產(chǎn)的電池,,可以讓一輛汽車在不充電的情況下行駛200至500公里,。但是現(xiàn)在的主要問題在于價格,因為在汽車成本中,,電池大約占40%或50%,。Mu?oz說:“通過技術(shù)改進(jìn),可以降低成本,,如同我們在Laser4Surf項目中所做的那樣,。除此之外,還可以使用更便宜的材料來節(jié)約成本,。如果能找到解決方案延長電池壽命,,即使價格高些也算是一種進(jìn)步。電池續(xù)航時間若能延長,,以前的投資就會得到回報,。”
該項目研究的另一個重要問題是電池可持續(xù)性,。在Laser4Surf項目中,,研究人員跳過制造過程中的一個化學(xué)步驟:電流收集器的碳涂層。在普通鋰離子電池上,,碳涂層可以改善集流器性能,,比如確保集流器和電極之間的電接觸更好。Mu?oz解釋說:“通過激光改變集流器的表面,,可以消除化學(xué)涂層的需要,。與此同時,激光蝕刻提高了電氣和機(jī)械性接觸,,因此電池性能更好,。”
經(jīng)過第一次實驗室測試,,Miguel Angel Mu?oz對這項研究的發(fā)展充滿了希望,。他表示:“在項目后半段,我們正在研制一種原型,,接近手機(jī)電池的尺寸,。這可以說是工業(yè)化生產(chǎn)前的試驗?!毕乱徊绞窍螂姵毓菊故具@些發(fā)現(xiàn)的競爭力,。“如果一切順利,在不到十年的時間里,,我們就能達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模,。”
赫爾姆霍茲研究所烏爾姆(HIU)Stefano Passerini教授表示:“改善活性物質(zhì)和集流器之間的接觸,,這一點至關(guān)重要,。這是提升電池壽命和的充電性能的極佳方法?!彼J(rèn)為,,激光技術(shù)是可行的,因為它的成本更低,。但是,,只有計算出收益/成本結(jié)余,才能真正評估研究效力,。
盡管如此,, Mu?oz相信,這項研究可以為企業(yè)節(jié)省大量成本,。任何突破性進(jìn)展都會對電池行業(yè)產(chǎn)生較大影響,,并幫助實驗室籌集更多資金,,使其能夠在這方面投入更多努力,。