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加州大学河滨分校(UC Riverside)的工程师们对松下NCR 18650B圆柱形锂离子电池进行了实验,这种电池与特斯拉汽车中使用的锂离子电池类似。他们使用与美国高速公路上部署的相同的行业快速充电方法,发现仅经过40次循环后,电池的容量仅为原始容量的60%。
“工业快速充电会对锂离子电池的寿命产生不利影响,因为电池内阻增加,进而导致发热,”该研究的合著者、加州大学洛杉矶分校的博士生坦纳·泽林说。发表在能量储存.
在充电60次后,这种工业方法的电池外壳破裂,使电极和电解质暴露在空气中,增加了火灾或爆炸的风险。60摄氏度/140华氏度的高温加速了损害和风险。
“容量损失,内部化学和机械损伤,以及每个电池的高温都是主要的安全问题,特别是考虑到特斯拉Model S有7104块锂离子电池,特斯拉Model 3有4416块锂离子电池,”UCR电气和计算机工程教授Mihri Ozkan说。
为了抵消这种类型的快速充电造成的损害,研究人员开发了自己的快速充电算法,该算法可以监测和适应电池的内阻。与行业标准的快速充电相比,这大大减少了电池的退化。使用工业方法充电的电池在充电25次后容量下降到80%,而内阻方法充电的电池在充电36次后才达到这一水平。更重要的是,这种技术没有导致使用现有快速充电方法所看到的灾难性故障。
UCR机械工程教授Cengiz Ozkan说:“我们的替代自适应快速充电算法减少了容量衰退,消除了商用电池的断裂和成分变化。”
研究人员已经申请了自适应内阻快速充电算法的专利,可以由电池和汽车制造商授权使用。
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考虑到之前的设计只工作了几分钟,这听起来非常积极。当然,我们未来需要这项技术,但到2030年达到200兆瓦似乎对这种先进技术过于乐观了……