密歇根大学的工程师们研发出一种改良的电动汽车电池制造工艺胜亿配资，有望在寒冷天气里同时实现长续航与快速充电。这项技术巧妙地运用了电极上的稳定涂层和微尺度通道，不仅解决了续航里程与充电速度之间的固有矛盾，更克服了低温环境的挑战，从而打消了许多潜在电动汽车买家的顾虑。
该研究发表于《焦耳》杂志，其通讯作者、密歇根大学机械工程与材料科学与工程副教授 Neil Dasgupta 表示：“我们设想，电动汽车电池制造商无需对现有工厂进行重大改造，就能采纳这套方法。”
他补充道：“我们首次开辟了一条可行的路径，能够在低温条件下实现极速快充，同时又不会牺牲锂离子电池的能量密度。”
采用这种新工艺制造的锂离子电动汽车电池，即使在低至零下10摄氏度的严寒环境中，充电速度也能惊人地提升五倍。更关键的是，团队所展示的特殊结构与涂层有效抑制了电极上形成“锂枝晶”——这种现象是电池性能下降的元凶。实验证明，经过改良的电池在极寒条件下经历100次快速充电循环后，依然能保有高达97%的初始容量，表现十分稳定。
我们知道，当前的电动汽车电池依靠锂离子在液态电解质中穿梭于正负极之间来完成充放电。然而，一旦遇到低温环境，这些锂离子的“步伐”就会变得迟缓，直接导致电池的输出功率下降，充电速度也大打折扣。
展开剩余75%为了追求更长的续航里程，汽车制造商普遍采取了增加电池电极厚度的策略。这确实延长了单次充电的行驶距离，但厚电极也带来新的问题：电极深处的锂离子变得难以触及，这不仅拖慢了充电速度，也意味着在同等电池重量下，可用的功率反而打了折扣。
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其实早在之前，Neil Dasgupta 团队就已经在改善电池充电性能方面有所探索。他们尝试在电池的负极(即充电时接收锂离子的一端)上，利用激光技术“钻”出直径约40微米的微小通道。这些通道如同高速公路，让锂离子能够更快地“安家落户”，即使在电极深处也能畅通无阻胜亿配资，从而实现了更均匀、更快速的充电。
这项技术确实显著提升了常温下的充电速度，但在低温环境下，充电效率依然不尽人意。团队很快锁定了症结所在：电极表面与电解液反应会形成一层化学薄膜。Neil Dasgupta 打了个比方，这层膜就像黄油，温热时刀子能轻松划过，但遇冷变硬后就阻力大增。如果试图强行快速充电，锂离子就会在这层“硬黄油”前受阻，最终在负极表面堆积形成锂金属枝晶，如同交通堵塞一般，严重影响充电过程。
研究的共同作者、密歇根大学机械工程高级研究员 Manoj Jangid 指出：“这种枝晶的形成会阻碍锂离子进入电极内部，导致整个电极无法被充分利用，最终结果就是电池的实际可用容量大打折扣。”
为了从根源上解决问题，团队必须阻止这层界面膜的形成。他们的解决方案是在电极表面涂覆一层极其纤薄的、厚度仅约20纳米的硼酸锂碳酸盐玻璃态材料。这层特殊的“外衣”显著提升了低温充电效率。而当这层涂层与之前提到的微通道结构珠联璧合时，奇效发生了：在零度以下的测试中，电池的充电速度飙升了整整五倍！
该研究的第一作者、近期获得机械工程博士学位的 Tae Cho 总结道：“正是通过这种三维结构设计与人工界面的协同增效，我们的工作得以同时攻克了在低温条件下实现快速充电、同时保证长续航里程这一艰巨挑战。”
过去二十年间，出于对环保的考量，电动汽车越来越多地驶上街头。然而，美国汽车协会 (AAA) 的最新调查却揭示了一个不容忽视的趋势：电动汽车的普及势头似乎正在减弱。数据显示，从2023年到2024年，表示自己“可能”或“非常可能”购买新车或二手电动汽车的美国成年人比例已从23%降至18%。
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与此同时，高达63%的受访者明确表示“不太可能”或“绝不可能”在下一次购车时选择电动汽车。这种犹豫很大程度上源于对电动汽车冬季表现的担忧，特别是续航里程缩水和充电速度大幅减慢的问题——这一点在2024年1月席卷多地的寒潮中得到了集中体现和广泛报道。
Neil Dasgupta 指出：“即便使用当前的快充技术，充满一辆电动汽车通常也需要半小时到四十分钟，而到了冬天，这个时间轻易就会超过一个小时。这正是我们亟待解决的用户痛点。”
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目前，旨在将这项技术转化为工厂可规模化生产工艺的后续研发工作，正获得密歇根经济发展公司通过其下属的密歇根转化研究与商业化 (MTRAC) 先进交通创新中心提供的资金支持。
相关实验装置的制造在密歇根大学电池实验室完成，其性能研究则依托于密歇根材料表征中心进行。
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在密歇根大学创新伙伴办公室的协助下，该研究团队已经为这项技术申请了专利保护。值得一提的是，名为 Arbor Battery Innovations 的公司已获得该通道技术的授权，并正积极推动其商业化进程。据悉，Neil Dasgupta 本人和密歇根大学在该公司持有经济利益。
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