热调控原理让我们也发明了10分钟快充电池 。 因为快充的科学要求是电池的活性足够高 , 锂离子在两电极之间传递的足够快 , 而我们热调控机理可以让电池做到这些 。 所以未来当电动汽车来到快充桩之前 , 我们可以给电池来一个30秒的热刺激 , 然后再在10分钟之内把大电流充到电池当中 。
我们目前能够做到的最好水平是 , 目前我们做到充电10分钟 , 获得200Wh/kg的能量 , 然后可以如此快充上千次以上没有损害 。
10分钟快充电池的应用和推广 , 将是电动汽车的一个重要里程碑 。 因为它提供了一种快速便捷的补能方法 , 一定会引发电动汽车和许多应用场景的革命性变化 。
比如说原来电动汽车需要80度电来消除里程焦虑 , 现在可以缩小到40度电的 。 尽管续航里程只有300公里 , 但是有了随时随地的快速补能 , 10分钟以后又可以有三百公里的续航 , 不再有里程焦虑 。
而这样做我们降低了车载电池的一半成本和节省原材料消耗50% , 也就是说一辆车上的电池可以用在两辆车上 , 真正实践“少就是多”的哲理 。
……
我们还发现了一种热调控磷酸铁锂电池 , 它克服了原有的磷酸铁锂电池的三大痛点 。
第一 , 解决了低温性能差的问题 , 因为有了热刺激的功能 , 我们不再依赖于磷酸铁锂材料本身的低温性能 。 比如说在冬天里 , 我们可以让电池的温度在30秒之内迅速地升温到0度以上 , 从而输出正常的高功率 。
第二 , 我们可以实现10分钟快充 , 这个意义非常大 , 因为10分钟快速便捷的补能就能让磷酸铁锂直接避开他能量密度比较低的缺陷 , 这个时候里程焦虑不再是问题 , 因为随时随地都可以便捷地补能 。
第三它可以让我们使用非燃电解液 , 这样让磷酸铁锂电池的安全性都更上一层楼 。
在继续的研究中 , 我们又研发出第二代热调控磷酸铁锂电池 , 目前在实验室我们已经做到300瓦时每公斤的能量密度 , 并成本有望降至每瓦时3毛5 。 新成果再加上第一代的其他优势——如10分钟快充 , 不怕冷 , 还有不含钴 , 钴是战略性金属 , 没有热管理系统——这应该是一款几乎接近终极的电池 , 可满足绝大部分的应用需求 。
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最后我简短分享一下我个人在科研生涯中的三点体会 。
第一 , 作为一个科学工作者 , 要有勇气和毅力去走没有人走过的路 , 不要太在乎别人的想法和看法 , 因为创新总是孤独的 。
第二 , 简单就是美 。 一般有实用意义的科学发现 , 一定是精致的简单 。
第三 , 诚实的能源 。 我们在做科学发现和技术发明之前 , 甚至在独立思考别人的工作之前 , 首先要记住能量是守恒的 。
最后
鉴于篇幅过长 , 剩下两位科学家John A. Rogers教授和李铁风教授的演讲内容 , 下一篇见 。
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