西班牙利用激光技術設計電池 延長使用壽命
日期：2024-11-25 07:50:52 作者：宏力精密鋼管 閱讀數：477圖源：Laser4Surf官網
隨著電動出行趨勢日益明顯，未來對電池的需求越來越大。人們需要更環保、更便宜、存儲容量更大、壽命更長的電池。據外媒報道，西班牙的一個研究小組利用激光技術設計下一代電池。
在歐盟資助的Laser4Surf項目中，科學家們嘗試提高鋰離子電池的穩定性。西班牙CIC energiGUNE能源研究中心的高級界面分析小組組長、物理學家Miguel Angel Munoz-Marquez博士表示：“我們利用激光改變電流收集器表面，這是電池組件之一。這些改進可以提高電池的穩定性，從而延長電池壽命。”
所有鋰離子電池兩端都有電流收集器，上面涂覆著電極材料。在電池運行期間，這些材料可以儲存鋰離子，并在必要時釋放它們。從技術上講，激光作用于金屬表面，可以使電極更好地附著在集流器上。防止發生導致電極與集流器分離的意外反應。
Miguel Angel Munoz稱：“通過這些改進措施，還可以提高電池在高功率負載下的性能。我們希望利用激光，提升電流收集器的表面活性，使它能夠在充放電過程中處理更多的電子。”
目前，電動汽車的鋰離子電池已表現出足夠強大的性能。不同公司生產的電池，可以讓一輛汽車在不充電的情況下行駛200至500公里。但是現在的主要問題在于價格，因為在汽車成本中，電池大約占40%或50%。Munoz說：“通過技術改進，可以降低成本，如同我們在Laser4Surf項目中所做的那樣。除此之外，還可以使用更便宜的材料來節約成本。如果能找到解決方案延長電池壽命，即使價格高些也算是一種進步。電池續航時間若能延長，以前的投資就會得到回報。”
該項目研究的另一個重要問題是電池可持續性。在Laser4Surf項目中，研究人員跳過制造過程中的一個化學步驟：電流收集器的碳涂層。在普通鋰離子電池上，碳涂層可以改善集流器性能，比如確保集流器和電極之間的電接觸更好。Munoz解釋說：“通過激光改變集流器的表面，可以消除化學涂層的需要。與此同時，激光蝕刻提高了電氣和機械性接觸，因此電池性能更好。”
經過第一次實驗室測試，Miguel Angel Munoz對這項研究的發展充滿了希望。他表示：“在項目后半段，我們正在研制一種原型，接近手機電池的尺寸。這可以說是工業化生產前的試驗。”下一步是向電池公司展示這些發現的競爭力。“如果一切順利，在不到十年的時間里，我們就能達到工業化生產規模。”
赫爾姆霍茲研究所烏爾姆(HIU)Stefano Passerini教授表示：“改善活性物質和集流器之間的接觸，這一點至關重要。這是提升電池壽命和的充電性能的極佳方法。”他認為，激光技術是可行的，因為它的成本更低。但是，只有計算出收益/成本結余，才能真正評估研究效力。
盡管如此， Munoz相信，這項研究可以為企業節省大量成本。任何突破性進展都會對電池行業產生較大影響，并幫助實驗室籌集更多資金，使其能夠在這方面投入更多努力。