新技术能在10分钟内替电动车充满电

里程焦虑（range anxiety）被认为是电动车使用量还没真正起飞的关键原因之一。简单讲，里程焦虑是担心电动车的电池没有足够的电让你到达需要去的地方，而今天超慢的充电速度（长达一小时或更长的时间）对整件事也没有帮助。不过，美国宾州州立大学的科学家开发了一种新型电池技术可以缓解该问题，该技术克服了现有瓶颈，只需几分钟即可将电动车电池充满100％的电。

化学工程师Chao-Yang Wang表示，「我们证明了可以在10分钟内为200到300英里（约320到480公里）的电动车里程充电。而且我们可以维持2500个充电循环，相当于50万英里（约80万公里）的行程。」

这很重要，因为电动车电池（与你的智慧手机或笔记型本电脑的电池非常相似）是锂离子电池，在它衰退到无法使用之前，它的充电/放电循环次数有限。加速衰退的因素之一是热量（所以这是为什么厂商总是告诉你不要让电子设备中的电池过热，因为这样会缩短电池的寿命）。它的其中一个障碍叫做「超快速充电」（extreme fast charging，XFC），美国能源部希望将电动车电池在不到10分钟内可以充满200英里的电。宾州州立大学的团队表示，他们的新电池设计可以满足这目标。

研究员表示，「超快速充电的关键障碍是析锂作用（lithium plating），通常会在高充电速率下发生，它会严重降低电池的寿命和安全性。」

析锂作用会发生，当在充电过程中锂枝晶在电池阳极周围形成。研究小组发现，虽然高温对锂离子电池不利，但在短时间内升高温度似乎会减少析锂作用。

Wang表示，「过去，科学家普遍认为锂离子电池应避免在高温下运作，因为担心会加速副反应。这项研究暗示，在时间有限的高温下减轻析锂作用的好处，远远超过加剧副反应带来的负面影响。」

研究员发现，在充电过程中，大约10分钟内将电池暂时加热至60摄氏度（140华氏度），可以达到理论性的超快速充电标准，同时可持续大约1700个充电循环。相比之下，实验中未加热的电池仅60个循环就衰退了。虽然加热锂离子电池不是一般的做法（绝对不是你应该在家中尝试的事情），但它在这里取得了成果。

Wang表示，「在电池领域，将电池温度升至60摄氏度是被禁止的。这太高了，而被认为对材料有危险，并会使电池的寿命急剧下降。」

不过，在他们的对照实验中，加热技术消除了析锂作用，而持续时间够短，让它可以避免在电池中形成固体电解质介面（solid-electrolyte interphase，SEI）的有害物质。

不过，这还没结束，现在，他们已经有效地实现了超快速充电的目标，他们已开始寻找能将电动车电池5分钟充满电所需的材料。再见了里程焦虑。

该研究已发表在Joule上。