科學家開發薄片式電池 汽車充電一次開1千公里

科學家剔除封裝單個電池的外殼，用薄片式設計取代圓柱形設計。金屬片上塗有能源存儲材料，一側是正極一側是負極。根據AAA的報告，美國司機平均每天駕駛汽車行駛30英里（48公里），雖然電動汽車充電一次的續航距離相當於數字的3倍，不過還是有許多人不願意購買。

這就是所謂的「里程擔憂」問題，汽油汽車仍然統治著公路，里程擔憂是主要的原因之一，不過一個科學家團隊試圖化解這個問題。

德國工研院（Fraunhofer-Gesellschaft）移動能源存儲系統項目經理沃爾特（Mareike Wolter）與一個團隊攜手合作，正在研究一種新電池，它可以讓電動汽車充電一次續航620英里（1000公里）。

沃爾特介紹稱，項目於3年前啟動，當時德國工研院與同蒂森克虜伯系統工程（ThyssenKrupp System Engineering）、IAV汽車工程的研究人員聚在一起，討論如何改進汽車鋰電池的能源密度。他們將目光轉向了流行的全電動汽車特斯拉，由此開始研究。

特斯拉最新的汽車Model S 100D安裝100千瓦時電池組，續航里程約為335英里（540公里）。電池很大，約有16英尺長、6英尺寬、4英寸厚。電池組包含了8000個鋰離子電芯，每一個都裝在圓柱外殼中，圓柱大約 2-3英寸（6-7厘米）高，直徑0.8英寸（2厘米）。

沃爾特告訴Live Science：「我們當時就想，如果使用的空間與特斯拉電池是一樣的，但是能源密度更高，可以讓續航里程達到1000公里，那將是十分棒的一件事。」

她認為，要達到目標有一個辦法，那就是優化電池材料，讓它存儲更多的能量；除此之外還有另一種辦法，那就是改進系統的整體設計。

每一個電芯大約50%的空間被組件佔據，比如外殼、正極、負極、電解質（一種液體，讓帶電粒子移動）。如果將電芯裝進汽車需要的空間更大，因為要用線將電池與汽車的電力系統連接起來。

「這種設計浪費空間。」沃爾特說，「在系統中有許多不活躍的組件，在我們看來，這是一個問題。」

於是乎，科學家決定調整電池的整體設計。怎麼做的呢？科學家剔除封裝單個電池的外殼，用薄片式設計取代圓柱形設計。金屬片上塗有能源存儲材料，它是用粉末陶瓷和聚合物粘合劑製造的。金屬片的一側是正級，另一側是負極。

研究人員將所謂的雙極性電極一個一個堆疊起來，如同將一張張紙疊起來一樣，電極之間用薄薄的電解液分開，裡面還有一種材料防止電荷短路。然後科學家將疊起來的薄片封裝，規格約為10平方英尺（1平方米），它的上部與下部與汽車電力系統連接。

科學家的最終目標就是開發一個電池系統，空間大小與特斯拉汽車或者其它電動汽車的電池一樣。沃爾特稱：「在相同的空間內我們可以放進更多的電極，存儲更多的電能。」她還說，研究人員的目標是在2020年之前在汽車上測試系統。

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