宾夕法尼亚州立大学的一个工程师团队正在开发一种用于大众市场电动汽车的热调制电池，该电池没有里程焦虑，具有无与伦比的安全性、低成本和不含钴。资料来源：宾夕法尼亚州立大学王朝阳实验室。

宾夕法尼亚州立大学的一组工程师正在研究续航里程为250英里、能够在10分钟内充电的磷酸铁锂电池，他们表示，续航里程焦虑，即在给电动汽车充电之前担心电量耗尽，可能已经成为过去。

“我们为大众市场的电动汽车开发了一种非常聪明的电池，其成本与内燃机汽车相当，”William E.Diefenderfer机械工程主席、化学工程教授、材料科学与工程教授、宾夕法尼亚州立大学电化学发动机中心主任王朝阳说。“不再有续航里程焦虑，这款电池价格合理。”

研究人员还表示，这种电池在其使用寿命内应该可以行驶200万英里。

他们今天（2021 1月18日）在《自然能源》杂志上报道称，长寿命和快速充电的关键是电池能够快速加热至华氏140度，进行充电和放电，然后在电池不工作时冷却。

“非常快的充电使我们能够在不引起续航里程焦虑的情况下缩小电池尺寸，”王说。

该电池使用了之前在王的中心开发的自加热方法。自热电池使用薄镍箔，一端连接到负极端子，另一端延伸到电池外部以形成第三端子。一旦电子流动，它就会通过电阻加热迅速加热镍箔，并加热电池内部。一旦电池的内部温度达到140华氏度，开关就会打开，电池就可以快速充电或放电了。

Wang的团队利用现有技术和创新方法对这种电池进行了建模。他们建议，使用这种自加热方法，他们可以使用低成本的材料作为电池的阴极和阳极，以及安全、低电压的电解质。阴极是热稳定的磷酸铁锂，不含任何昂贵和关键的材料，如钴。阳极由非常大的颗粒石墨制成，这是一种安全、轻便且廉价的材料。

研究人员表示，由于自加热，他们不必担心锂在阳极上的不均匀沉积，这会导致危险的锂尖峰。

“这种电池降低了重量、体积和成本，”王说。“我很高兴我们终于找到了一种有利于主流消费大众市场的电池。”

根据王的说法，这些较小的电池在加热时可以产生大量的电力——40千瓦时和300千瓦的电力。他说，使用这种电池的电动汽车可以在3秒内从0英里/小时行驶到60英里/小时，并且可以像保时捷一样行驶。

“这就是我们改变环境的方式，而不仅仅是为豪华汽车做出贡献，”王说。“让每个人都买得起电动汽车。”

参考资料：《大众电动汽车用热调制磷酸铁锂电池》，作者：杨晓光、刘腾和王朝阳，2021 1月18日，《自然能源》。

DOI:10.1038/s41560-020-00757-7

参与该项目的其他宾夕法尼亚州立大学研究人员包括机械工程助理研究教授杨晓光和机械工程博士生刘腾。

美国能源部能源效率和可再生能源办公室和威廉·E·迪芬德费尔基金会支持了这项研究。