松下與Sila Nanotechnologies的協(xié)議將使這家科技公司在2031年前將硅陽(yáng)極納入其電池。(圖片鳴謝:uux.cn/Artur Debat via Getty Images)
（神秘的幅縮南通外圍（外圍預(yù)約）外圍女價(jià)格（電話微信180-4582-8235）提供一二線城市真實(shí)上門(mén)外圍上門(mén)外圍女，快速安排30分鐘到達(dá)地球uux.cn）據(jù)生活科學(xué)（維多利亞·阿特金森）：一項(xiàng)可以顯著增加電動(dòng)汽車(chē)(EV)電池續(xù)航里程并減少充電時(shí)間的技術(shù)可能很快就會(huì)出現(xiàn)在更多的汽車(chē)上。這項(xiàng)技術(shù)將通常用于鋰離子電動(dòng)汽車(chē)電池負(fù)極的年內(nèi)石墨換成了硅。
松下最近宣布與制造硅陽(yáng)極的提高Sila Nanotechnologies合作，在2024年將該技術(shù)整合到該公司現(xiàn)有的汽車(chē)電池生產(chǎn)線中。
2023年電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量超過(guò)1400萬(wàn)輛，航里預(yù)計(jì)未來(lái)幾年其受歡迎程度將會(huì)提高。電池短充電時(shí)電動(dòng)的續(xù)目前，技術(shù)將大間并南通外圍（外圍預(yù)約）外圍女價(jià)格（電話微信180-4582-8235）提供一二線城市真實(shí)上門(mén)外圍上門(mén)外圍女，快速安排30分鐘到達(dá)這些車(chē)輛使用高性能鋰離子電池。幅縮雖然這些電池每天都在變得更好，年內(nèi)但一些障礙仍然限制了它們的提高可用性和便利性。
Sienza Energy U.S .的汽車(chē)首席科學(xué)官Azin Fahimi告訴Live Science說(shuō):“電池儲(chǔ)存與其尺寸和重量相關(guān)的能量的能力，即能量密度，航里是電池短充電時(shí)電動(dòng)的續(xù)電動(dòng)汽車(chē)的一個(gè)關(guān)鍵因素，因?yàn)樗绊懥怂鼈円淮纬潆娍梢孕旭偟木嚯x，”他領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)正在研究一種不同于Sila正在建造的硅陽(yáng)極實(shí)施方案。"另一個(gè)至關(guān)重要的方面是功率密度，它指的是電池供應(yīng)能量的速度."
換句話說(shuō)，如果一輛汽車(chē)在充電之間不能走很遠(yuǎn)，這對(duì)許多消費(fèi)者來(lái)說(shuō)是不可能的。那么為什么新的硅陽(yáng)極會(huì)對(duì)續(xù)航里程和充電時(shí)間產(chǎn)生如此巨大的影響呢？
電池依賴(lài)于電極或兩個(gè)電導(dǎo)體之間的帶電粒子(稱(chēng)為離子)的運(yùn)動(dòng)。在充電過(guò)程中，鋰離子從正極(陰極)移動(dòng)，通過(guò)一種稱(chēng)為電解質(zhì)的導(dǎo)電溶液，進(jìn)入負(fù)極(陽(yáng)極)，在那里儲(chǔ)存，直到需要電力。
“當(dāng)電池為設(shè)備供電時(shí)，鋰離子從陽(yáng)極回到陰極，”法赫米說(shuō)。離子的這種運(yùn)動(dòng)使電子流過(guò)外部電路，產(chǎn)生電流為裝置提供動(dòng)力。
因?yàn)殡x子儲(chǔ)存在陽(yáng)極上，直到它們需要為汽車(chē)提供動(dòng)力，所以陽(yáng)極材料在電池的性能中起著至關(guān)重要的作用。
“一種好的陽(yáng)極材料應(yīng)該具有高的鋰儲(chǔ)存能力，以確保高能量密度，良好的導(dǎo)電性，以促進(jìn)有效的電子流，[和]快速離子傳輸，以實(shí)現(xiàn)快速充電能力，”法赫米說(shuō)。她補(bǔ)充說(shuō)，陽(yáng)極還需要一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，當(dāng)離子流入和流出時(shí)，體積不會(huì)改變，因?yàn)檫@會(huì)損壞表面。
傳統(tǒng)上，鋰離子電池使用石墨陽(yáng)極。這種導(dǎo)電材料的層狀結(jié)構(gòu)意味著離子可以進(jìn)出陽(yáng)極，而體積不會(huì)發(fā)生太大變化。
然而，法赫米說(shuō)，由于其化學(xué)性質(zhì)，每克硅可以容納十倍以上的能量。
“這種更高的容量意味著硅可以?xún)?chǔ)存更多的鋰離子，從而為電池帶來(lái)更高的能量密度，”Fahimi說(shuō)。"更高的能量密度意味著電動(dòng)汽車(chē)一次充電的續(xù)航里程更長(zhǎng)."
不幸的是，當(dāng)填充鋰離子時(shí)，硅會(huì)膨脹到原來(lái)的三到四倍，導(dǎo)致“機(jī)械應(yīng)力和陽(yáng)極材料的最終退化，”她說(shuō)。
因此，對(duì)硅陽(yáng)極進(jìn)行細(xì)致的納米級(jí)設(shè)計(jì)對(duì)于克服這一挑戰(zhàn)至關(guān)重要。在后續(xù)工作中，法赫米在錫耶扎的團(tuán)隊(duì)和西拉的團(tuán)隊(duì)正在努力解決這個(gè)問(wèn)題。
編者按:這篇報(bào)道于美國(guó)東部時(shí)間上午10:15更新，更正了電池使用的材料；是石墨，不是石墨烯。