隨著電動(dòng)出行趨勢(shì)日益明顯，未來(lái)對(duì)電池的需求越來(lái)越大。人們需要更環(huán)保、更便宜、存儲(chǔ)容量更大、壽命更長(zhǎng)的電池。據(jù)外媒報(bào)道，西班牙的一個(gè)研究小組利用激光技術(shù)設(shè)計(jì)下一代電池。

在歐盟資助的Laser4Surf項(xiàng)目中，科學(xué)家們嘗試提高鋰離子電池的穩(wěn)定性。西班牙CIC energiGUNE能源研究中心的高級(jí)界面分析小組組長(zhǎng)、物理學(xué)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(jìn)可以提高電池的穩(wěn)定性，從而延長(zhǎng)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(yùn)行期間，這些材料可以儲(chǔ)存鋰離子，并在必要時(shí)釋放它們。從技術(shù)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(fā)生導(dǎo)致電極與集流器分離的意外反應(yīng)。

Miguel Angel Muñoz稱：“通過(guò)這些改進(jìn)措施，還可以提高電池在高功率負(fù)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(guò)程中處理更多的電子。”

目前，電動(dòng)汽車(chē)的鋰離子電池已表現(xiàn)出足夠強(qiáng)大的性能。不同公司生產(chǎn)的電池，可以讓一輛汽車(chē)在不充電的情況下行駛200至500公里。但是現(xiàn)在的主要問(wèn)題在于價(jià)格，因?yàn)樵谄?chē)成本中，電池大約占40%或50%。Muñoz說(shuō)：“通過(guò)技術(shù)改進(jìn)，可以降低成本，如同我們?cè)贚aser4Surf項(xiàng)目中所做的那樣。除此之外，還可以使用更便宜的材料來(lái)節(jié)約成本。如果能找到解決方案延長(zhǎng)電池壽命，即使價(jià)格高些也算是一種進(jìn)步。電池續(xù)航時(shí)間若能延長(zhǎng)，以前的投資就會(huì)得到回報(bào)。”

該項(xiàng)目研究的另一個(gè)重要問(wèn)題是電池可持續(xù)性。在Laser4Surf項(xiàng)目中，研究人員跳過(guò)制造過(guò)程中的一個(gè)化學(xué)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。Muñoz解釋說(shuō)：“通過(guò)激光改變集流器的表面，可以消除化學(xué)涂層的需要。與此同時(shí)，激光蝕刻提高了電氣和機(jī)械性接觸，因此電池性能更好。”

經(jīng)過(guò)第一次實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，Miguel Angel Muñoz對(duì)這項(xiàng)研究的發(fā)展充滿了希望。他表示：“在項(xiàng)目后半段，我們正在研制一種原型，接近手機(jī)電池的尺寸。這可以說(shuō)是工業(yè)化生產(chǎn)前的試驗(yàn)。”下一步是向電池公司展示這些發(fā)現(xiàn)的競(jìng)爭(zhēng)力。“如果一切順利，在不到十年的時(shí)間里，我們就能達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)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(zhì)和集流器之間的接觸，這一點(diǎn)至關(guān)重要。這是提升電池壽命和的充電性能的極佳方法。”他認(rèn)為，激光技術(shù)是可行的，因?yàn)樗某杀靖汀５牵挥杏?jì)算出收益/成本結(jié)余，才能真正評(píng)估研究效力。

盡管如此， Muñoz相信，這項(xiàng)研究可以為企業(yè)節(jié)省大量成本。任何突破性進(jìn)展都會(huì)對(duì)電池行業(yè)產(chǎn)生較大影響，并幫助實(shí)驗(yàn)室籌集更多資金，使其能夠在這方面投入更多努力。

原標(biāo)題:西班牙團(tuán)隊(duì)利用激光技術(shù)設(shè)計(jì)下一代電池 延長(zhǎng)電池使用壽命