前几天刷视频时看到一幕挺吓人的,某品牌电动车在地下停车场突然冒烟,火焰冲到车顶,旁边车主手里的钥匙都吓得掉在地上。
类似的新闻今年已经不止一次见过了。电动车卖得火,大家心里的顾虑反而越来越多——续航没缓解,安全又成了焦点。
我有好几个朋友,考虑买电动车的时候都被同一个问题卡住:电池到底靠不靠谱?
现在主流的电动车,几乎都用锂离子电池。为了让续航更长,厂家不断增加电池能量密度,这就像是给气球多吹几口气,鼓得过满,风险也跟着增加。
有统计显示,去年电动车的消费者投诉里,跟电池相关的问题占了将近一半,不是续航不达标,就是充电的时候发热。很多人陷入两难:选长续航怕出安全事故,选安全电池又怕半路没电。
最近看到一个不一样的研究,韩国浦项科技大学在阳极结构上引入了“磁转换”技术。听起来很高冷,其实就是用磁场让锂离子在充放电过程中按规矩行动。
要理解这个技术,得先说说锂枝晶。它们肉眼不可见,却是导致电池失效甚至起火的“罪魁”。充电时锂离子从正极移向负极,理想状态是均匀沉积,但实际上它们会在局部位置堆积,慢慢长成细长的针状,这就是锂枝晶。当它们刺破电池内的隔膜,就会造成短路和起火。很多高调曝光的自燃事件背后,都能找到它的踪迹。
之前科学家们尝试过用化学涂层阻挡锂枝晶,但厚了阻碍离子流动,薄了挡不住;固态电解质也试过,但易碎且成本高。
浦项团队的带头人是材料物理背景的金元培教授,也许是跨界思路让他们找到了不同方向。某次实验中,他们发现磁铁靠近电池样品时锂离子的运动轨迹发生了变化,于是设计在阳极中加入具磁性的锰铁氧体。锂离子在磁场中会受到洛伦兹力的作用,就像有个无形的交通指挥,迫使它们整齐移动,减少锂枝晶的形成。
根据他们发表在《能源与环境科学》的论文,新结构电池容量是传统锂电的四倍,经过三百次充放电循环性能依旧稳定。用原位X射线显微镜拍到的影像也很直观——传统电极表面遍布“尖刺”,新电池表面则平整如新铺的地板。
令人意外的是,这项技术已经和韩国两家电池公司达成合作,准备向量产推进。不过实验室走向实际应用,还有工程上的难关,例如磁性材料在高温和震动环境下能否保持性能,磁场对车载电子的影响,成本能否控制。厂里的朋友判断,真正装车至少还要三到五年。
相比行业里常被称为“终极方案”的固态电池,磁转换技术的优势在于不必推翻现有生产线,只是在结构上做增项,这对车企的吸引力很大。
当然,新的方案也会带来新的问题,比如重量变化、回收处理方式等。但它给行业的启示是:有些看似无法兼顾的性能,也许换个思路就能找到平衡。
对于普通用户来说,最终的期待无非是续航够长、安全可靠、价格合理。磁转换技术能否实现,还需时间验证。但至少它让人看到,电池技术并不止步于眼前的困境,未来或许不用在安全和续航之间二选一。等到新技术成熟,停车场里的自燃新闻也许就会成为过去时。
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