電動(dòng)汽車在充電方面已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，但人們?nèi)栽趯で箅姵丶夹g(shù)的下一個(gè)大飛躍——一個(gè)具有更大的續(xù)航里程或更低的成本來達(dá)到當(dāng)前的續(xù)航里程的高能量密度電池。目前的鋰離子電池技術(shù)仍有成長(zhǎng)的空間，但是數(shù)十年來仍無法拋棄其石墨陽極以縮小電池體積。

鋰金屬電池的工作原理是將固態(tài)鋰作為陽極，從而不再要石墨框架將鋰原子筆直塞入電池中。不過鋰離子電池在充電過程中不會(huì)形成有序表面，因此電池容量急劇下降，有的時(shí)候在20個(gè)充電周期內(nèi)電池容量甚至?xí)陆抵?0％。活躍的鋰還可能會(huì)形成危險(xiǎn)的分支針狀結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)會(huì)刺穿陽極和陰極之間的隔膜使電池短路。

去年，與特斯拉合作的達(dá)爾豪斯大學(xué)(DalhousieUniversity)試驗(yàn)室小組開發(fā)了一種性能更好的鋰金屬電池。當(dāng)電池充電時(shí)，鋰原子會(huì)電鍍到銅電極上，然后隨著電荷的耗盡，再回到傳統(tǒng)的鋰鎳錳鈷鈷陰極中。通過一種新的電解質(zhì)，該電池可繼續(xù)使用約90個(gè)周期以控制嚴(yán)重的短路問題。

在一項(xiàng)新研究中，該團(tuán)隊(duì)做出了一些調(diào)整，使鋰金屬電池最多可以循環(huán)200次周期，鋰金屬電池可以新增EV行駛距離，不過電池壽命還有待提高。

假如該電池的使用壽命達(dá)標(biāo)的話，將是一個(gè)重大進(jìn)步，它每單位體積的能量比今朝使用的鋰離子電池多60%。研究人員表示，這一重大沖破將使電動(dòng)汽車的續(xù)航里程從400公里提升至680公里。這種穩(wěn)定性的提高歸功于一種由鋰硼氟鹽組成的電解質(zhì)。為了了解電池內(nèi)部發(fā)生的情況，研究小組分解了電解質(zhì)隨時(shí)間的變化，并跟蹤了在電池陽極上形成的固態(tài)鋰的行為變化。

事實(shí)證明，電解質(zhì)中的鹽會(huì)隨著電池在充電過程中被消耗掉。電池陰極側(cè)的反應(yīng)會(huì)將其中一種鹽轉(zhuǎn)化為另一種鹽，但陽極側(cè)的反應(yīng)則消耗了這兩種鹽，且不會(huì)再生。因此，隨著電池經(jīng)歷越多次的充電，可用于工作的電解質(zhì)也將會(huì)越少。

研究小組想出的一種處理方法是新增電解質(zhì)的體積，以便鹽消耗的時(shí)間更長(zhǎng)。不過這會(huì)降低電池的能量密度，因此研究小組決定嘗試提高溶解在電解質(zhì)中的鹽的濃度。

隨著鹽濃度的提高，電池能夠維持更多充電周期的容量，也就是說至少要充電150次以上，電池的容量才會(huì)下降至80%。

這些探測(cè)聲明，人們已經(jīng)在充電電池方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是充電電池仍有很長(zhǎng)的路要走，才能滿足目前對(duì)電池壽命的需求，鋰離子電池可以充電1000次以上才會(huì)下降至80％。

研究人員表示：“要使鋰金屬電池在電動(dòng)汽車或城市電動(dòng)飛機(jī)上運(yùn)行，還要持續(xù)延長(zhǎng)其使用壽命。假如能夠在壽命上持續(xù)取得更大的進(jìn)步，那么帶有液態(tài)電解質(zhì)的無陽極鋰金屬電池將成為最筆直最有效的降低電動(dòng)汽車成本的途徑。”

大家期望續(xù)航更長(zhǎng)、充電更快的電動(dòng)汽車嗎？