Nature：王朝陽院士團隊實現更穩定更安全動力電池快充

北京時間2022年10月12日晚23時，電池極速充電的開拓者、美國賓夕法尼亞州立大學王朝陽院士團隊在動力電池極速充電(XFC)技術領域再次取得重大突破：首次實現高能量密度鋰離子電池（265 Wh/kg）十分鐘極速充電，且循環壽命高達2000次以上，相關成果發表於全球頂尖科學雜誌《自然》(Nature)。

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充電速度是制約電動汽車大規模普及的最大挑戰。“充電一小時、排隊四小時”成爲衆多電動汽車車主出行的尷尬，嚴重打擊了消費者對電動汽車的信心。近年來，歐美等國加速建設超高功率充電樁，大力發展十分鐘極速充電(XFC)技術；我國《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035)》亦明確提出要 “加強大功率充電技術研發“。然而，當前主流電動汽車最快仍需45-60分鐘充好電。

高比能動力電池極速充電是當前的世界難題。高倍率充電下，動力電池負極容易發生“析鋰“，嚴重縮短電池壽命並且可能引發安全事故。特別是隨着能量密度的提高，電池內部離子傳遞惡化使得析鋰極易發生。此前動力電池快充的最好實驗結果是由王朝陽院士團隊於2019年創造，其提出了一種非對稱溫度熱調控的方法，實現了210Wh/kg電池的極速充電。

三年後該團隊採用一種雙鹽耐高溫電解液，通過與熱調控方法的有機結合，實現了265 Wh/kg鋰電池極速充電（10分鐘內充入~75%），具備超過上千次的循環壽命，再次創造了動力電池極速充電的世界記錄。並且，這項工作首次揭示了高比能動力電池極速充電只需要空氣冷卻，從而大大提高了電池系統的集成度、可靠性、安全性。值得指出的是，該成果所有實驗均採用現有的工業級量產化電池材料，可快速應用於商業化動力電池產品。

美國EC Power公司基於熱調控極速充電技術製作的電動汽車電池包與管理系統：無液、無泵、無泄漏、耐熱、高安全 | 團隊供圖

參考文獻

Wang, CY., Liu, T., Yang, XG. et al. Fast charging of energy-dense lithium-ion batteries. Nature (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05281-0

作者：團隊供稿

編輯：酥魚

排版：尹寧流

題圖來源：團隊供圖

研究團隊

通訊作者/第一作者王朝陽：美國賓夕法尼亞州立大學電化學發動機中心，機械工程系

通訊作者Brian D. McCarthy：EC Power公司，斯泰特科裡奇

論文信息

發佈期刊Nature

發佈時間2022年10月12日

論文標題Fast charging of energy-dense lithium-ion batteries

(DOI：https://doi.org/10.1038/s41586-022-05281-0）

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