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充满仅需3分钟,地表充电速度最快的3D结构电池问世

2023-05-29 14:51:02 综合报道 阅读:
据外媒报道,先进锂离子电池技术公司Prieto Battery推出其获得专利的3D叉指式电池的最新原型,具有多项突破性性能,不但可以在3分钟内将电池充满,还可以在极低(-30℃)和极高(+100℃)的温度下运行和充电,同时这款锂离子电池的所有三项属性均经过了第三方认可的电池测试实验室的测试和验证,且不易燃。

据外媒报道,先进锂离子电池技术公司Prieto Battery推出其获得专利的3D叉指式电池的最新原型,具有多项突破性性能,不但可以在3分钟内将电池充满,还可以在极低(-30℃)和极高(+100℃)的温度下运行和充电,同时这款锂离子电池的所有三项属性均经过了第三方认可的电池测试实验室的测试和验证,且不易燃。6gHednc

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据了解,如今的电池主要采用的都是2D架构,即正极、负极、电解液和隔膜等组成的结构,电池内部电流只能沿一个方向流动,虽然通过提高厚度,可以储存更多能量,但就有了更长的离子路径,充电速度就会变慢,而较薄的电池充电速度更快,但在能量储存上又不尽人意。6gHednc

3D电池则不同,将高度也考虑在内,在三维空间中混合电极和电解质,优点是不耦合能量、功率密度高,并且允许均匀的电化学反应,这缓解了2D电池中可能导致电池退化的瓶颈。6gHednc

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Prieto创始人兼首席技术官Prieto博士表示:“我们大大缩短了各个方向的扩散长度,从而使充电速度达到超高速,并提供比2D电池更多的功率和能量存储。我们电池的核心看起来像一块薄铜海绵,离子只需要从一条链移动到另一条链,而这仅是传统二维电池距离的一小部分。”6gHednc

目前3D电池一般有三种结构:‍6gHednc

  • 叉指结构,这种结构利用正负极相互交错的平板或者棒状结构实现,一组电极棒在阴极和阳极之间交替,周围环绕着固体电解质。通过调节电极形状,改变电极高度,并提高电极和电解液的导电率。
  • 正负极的同心结构,在其中一个电极棒上涂上电解质,另一个电极棒填充电解质。可以极大地降低正负极之间的距离,从而加快电荷转移的速率,提升电池的倍率性能。
  • 非周期性结构,具有独特的孔结构,能为电子和离子提供多个传输通道。

Prieto的电池也正采用3D叉指结构,电池中阴极和阳极相互交叉,使多维运动成为可能,减少了锂离子的扩散路径,直接转化为较高的功率密度。该款电池的功率密度预计能达到14000瓦/升,设计上是传统2D电池功率密度(20C放电率)的五倍,能量密度的三倍,同时能实现三分钟内充满电,90秒内达到50%电量的效果。6gHednc

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据了解,Prieto目前的实验室制造良品率超过90%。Prieto首席执行官Mike Rosenberg介绍:“随着我们最终确定了建立试点制造工厂的计划,我们现在将重点转向商业化。凭借高良品率,以及我们在许多其他行业中使用的简单而熟悉的制造工艺,最终新型电池的成本将远低于传统锂离子电池,这些都使我们信心十足。” 6gHednc

Rosenberg表示,Prieto电池的充电速度会比汽车油箱加油更快,当汽车充电的速度高于加油的速度时,电动车一直以来被诟病的续航能力就不是问题,人人都有可能购买电动车。同时,量产之后,Prieto 电池也可以定制为任意尺寸或用途,包括电动汽车、电动工具、医疗设备、移动电话、小型家用电器等都将从中受益。6gHednc

责编:Ricardo
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