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续航力翻倍德国科研机构研发创新电池技术

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续航力翻倍德国科研机构研发创新电池技术

图片来源:Fraunhofer

[size=1.2em]美国曾有机构做过调查,当地的民众平均每日驾车行驶的里程数大约落在48公里左右。即使如此,许多人依然难以接受续航力超过这个数字3至4倍的电动车。这是由于所谓的「续航力焦虑」所造成对电动车的不信任,也是因为如此,搭载内燃机引擎的汽车仍旧是市场上的主力。不过现在除了汽车製造商以外,还有一群科学家致力于解决电动车续航力的问题。续航力翻倍德国科研机构研发创新电池技术

图片来源:BMW

[size=1.2em]坐落在德国境内的《Fraunhofer-Gesellschaft》是德国最大,也是欧洲最大的应用科学研究机构,他们所组织的一支团队正在研发一种新的电池结构。负责「Mobile Energy Storage Systems机动能源储存系统」的专案经理Mareike Wolter表示他的团队正在开发的新电池在充饱电的状态下将能够让电动车拥有大约1,000公里的续航力。这个电池研究计画大约于三年前启动,当时《Fraunhofer》以及《ThyssenKrupp System Engineering》与《IAV Automotive Engineering》等机构的团队共同合作,集思广益的思考要如何改善车用锂电池的能量密度。续航力翻倍德国科研机构研发创新电池技术

图片来源:Fraunhofer

[size=1.2em]为了跨出第一步,他们前往《Tesla》进行研究。以《Model S 100D》所使用的电池模组来说,其能量为100 kWh,在充饱电的情况下能够提供540公里的续航里程。但是这套电池模组的体积并不小,长487公分、宽182公分、厚10公分,整个模组包含了超过8,000个锂电池。因此,这个科学团队认为他们能够在相同的体积下提高电池模组的能量密度,进而将续航力提升至1,000公里甚至超过。▼Tesla Model S的电池模组。续航力翻倍德国科研机构研发创新电池技术

图片来源:Inside EVs

[size=1.2em]要达到这个目标,他们有两个选择。一是精进电池模组所使用的材料来储存更多能量,不过他们认为如果将整个电池模组的设计结构改善,那幺将能够带来更大的效益。以目前的电池模组设计来说,大约有50%的空间贡献给电池套装的外壳、正负极的终端接头以及电解液,另外还需要额外的空间来安放通往全车各部位的电线。专案经理Mareike Wolter表示他们认为这些被动组件浪费了相当大的空间,因此整个团队重新思考新的电池结构。▼近看Tesla的电池模组可以看到里面是一颗颗圆柱状的独立电池。续航力翻倍德国科研机构研发创新电池技术

图片来源:Inside EVs

[size=1.2em]首先,他们捨弃掉包覆每个独立电池的外壳并且将电池设计为类似纸张的金属薄片,而非现在常见的圆柱状外型。这种电池的金属薄片覆盖了由陶瓷粉末与有机聚合物混合的能量储存材料,一面为正极、一面为负极。接着研发团队将这种他们称作「Bipolar Electrode」的电池像纸张一样层层叠起,每一片电池之间夹着一层电解材料以及用来防止系统短路的特殊材质。[size=1.2em]然后这群科学家将这「一叠」电池封装在一个大约一平方米的电池套装当中,其正面与背面则有能够连接车辆电子系统的终端接头。这种结构的电池将能够将电池模组的空间做最大化运用,如果再加上更优秀的能量储存材料,要达到现有电池两倍的能量密度并非不可能的事。虽然这种电池尚在研发阶段,不过Fraunhofer的团队表示他们计画在2020年以前就能够进行实车测试。续航力翻倍德国科研机构研发创新电池技术