新发明的电动车电池 3分钟充满电 使用寿命20年

一种“改变游戏规则”的电动汽车（EVs）新电池，三分钟可充满电，使用寿命达20年，可能很快会应用在新车上。

位于马萨诸塞州沃尔瑟姆的初创公司Adden Energy，已经获得许可证和515万美元的资金，以大规模建造适合电动汽车的电池。

该电池由哈佛大学的科学家开发，是金属锂电池，而不是市场上应用在电动车上的锂离子电池。

电池的结构象一个BLT三明治，这种复杂的设计，可有效防止“枝晶”的生长，这种树枝状晶体在锂金属电池中很容易形成，造成电池故障并缩短其寿命。

目前，电动车的锂离子电池，会随著时间的推移而老化。类似智能手机电池，根据使用量，最多可以使用七八年。虽然锂离子电池可以更换，却要花费数千英镑，用户还不如买一辆全新的电动车。

这种新型的固态锂金属电池，使电动车的使用寿命与汽油和柴油车一样，长达20年，期间不需要更换电池。

在实验室里，该团队的电池原型实现了最快3分钟的充电速度，使用期限内可充电10,000多次。

Adden Energy公司由李欣（音译）与菲茨休和叶璐菡，于2021年共同创立，他们都是李欣在哈佛大学实验室的研究生，对该技术的开发做出了贡献。

这家初创公司的目标，是将电池的规模扩大到手掌大小的“小袋电池”，它的组件被包裹在铝制涂层的薄膜中，然后在未来三到五年内实现全面的汽车电池。

李欣表示：“在实验室中，我们已经实现了电池寿命的5,000至10,000次充电循环。目前即使是同类中最好的电池，也只有2,000至3,000次充电循环。这是一个革命性的变化。”

与传统的锂离子电池相比，同样体积下，锂金属电池能容纳更多的电量，并且只需很短的时间就能充满电。但锂金属电池也容易形成枝晶。因此，研究人员发挥固态锂金属电池的潜力，设计了独特的BLT结构。

锂金属电池使用纯金属形式的锂，而不是锂离子电池中使用的锂化合物。同时，“固态”只是指使用固体电极和固体电解质，而不是锂离子电池中的液体或聚合物凝胶电解质。

Adden Energy公司的科学顾问李欣表示：“使用固态电池是车辆电动化的必经之路。我们著手将这项技术商业化，因为我们确信，相比其它的固态电池，我们的技术是独一无二的。”

电池有三个主要组成部分：阳极、阴极和电解质。电解液（通常是一种化学品）将阳极和阴极分开，并在两者之间移动电荷流。锂离子电池在充电时将锂离子从阴极转移到阳极。

但是，当阳极由锂金属制成时，表面会形成针状结构，称为枝晶。它们像树根一样生长到电解液中，并刺穿阳极和阴极之间的隔断，容易导致电池著火。

为了解决这个问题，李欣和他的团队设计了一种多层电池，在阳极和阴极之间夹杂著不同的材料，具有不同的稳定性。该设计通过控制和遏制枝晶的生长，来防止它们的渗透。

电池是这样分层的，首先是面包（锂金属阳极），然后是莴苣（石墨涂层）。接下来是一层西红柿（第一电解质）和一层培根（第二电解质），最后是另一层西红柿和最后一块面包（阴极）。

第一电解质与锂的关系更稳定，但容易被枝晶渗透；第二电解质与锂的关系不太稳定，但不容易被枝晶侵蚀。

这种设计中，虽然枝晶能够在石墨层和第一电解质层产生，但当它们到达第二电解质时，会被阻止生长。换句话说，枝晶在生菜和西红柿层生长，但在培根处停止。

该电池有自我修复功能，可将其化学成分重新填到枝晶形成的孔里。

研究人员还强调，在气候危机的情况下，加快使用生态友好型电动车的重要性。通常认为，电动汽车比汽油动力汽车更环保。汽油动力汽车的排放，被认为是地球变暖的原因之一。

（原文链接：‘Game-changing’ new battery for electric cars charges in 3 minutes and lasts for 20 YEARS – more than twice as long as current EV batteries）