这款新型钝化电池的关键所在——“温控开关”,源于王朝阳团队在2016年发于《自然》期刊的全气候电池发明。当时,为了解决电池在寒冷气候和高海拔地区的功率锐减等使用问题,他们发明了一种插入到传统电池结构中的金属箔结构。该技术可以对电池进行均匀的内部加热,并为电极和电解质提供快速热传递;这个自热功能是通过关闭激活端子和负极端子之间的开关来控制的。
图|在三个基本的电池组件:阳极(Anode)、阴极(Cathode)和电解质(Elecetrolyte)之外,添加了第四个组件——镍箔(Metalfoil)(来源:Nature)
王朝阳表示,这正验证了他们的开发思路——不断地推进研发,将阶段性成果投入到规模化应用测试;再进一步深化研究,对其优化创新。目前全天候电池技术已被北汽、广汽集团,以及宝马公司等采用,以便让电动汽车不再受温度或者环境所限。王朝阳介绍说,“这项工作是与中国工程院院士孙逢春团队共同合作的,是2022年冬奥会上新能源汽车的指定保障技术。”
此外,给电池自加热的镍箔片厚度目前已经降至微米级,体积和重量给原电池结构带来的变化不会超过1%。据估算,成本也只有原材料成本的0.4%左右。“而且,该自加热结构对电池来说是平台级别的技术。”王朝阳补充道,“除了目前液体电池之外,未来固态电池同样需要该设计来提高电池的反应活性。”
在2019年10月,王朝阳的团队还曾研究出60℃下的锂电快充技术,真正意义上做到10分钟内充满电动汽车80%的电量,续航可达300公里至400公里,并且在经过2500次充放电后,容量只有8.3%的损耗。作为对比,特斯拉的ModelS目前快充效率为40分钟充电80%。而这种热刺激技术,属于主动控制,没有改变材料本身特性,所以不会影响安全性能。
王朝阳对DeepTech表示:“目前的研究方向之一,就是将快充技术与新型的钝化电池结合,这样就会更大程度地提高电池能力和性价比。我研究锂电池的时间已经25多年,期间一直坚信研究出的方法越简单,技术就越成熟,实用价值越高。”