当前位置：首页 > 新能源 > 正文

研究团队开发纳米弹簧技术可显著提高EV电池寿命和能量密度

盖世汽车 Elisha 2025-03-19 09:38:32

核心提示：该团队在电池电极材料表面施加多壁碳纳米管（MWCNT），以吸收充放电过程产生的应变能，防止产生裂缝。

盖世汽车讯据外媒报道，研究团队开发出一项技术，可以明显提高电动汽车（EV）电池的寿命和能量密度。

（图片来源：pubs.acs.org）

EV电池在反复充放电时必须保持其性能。然而，当前技术存在一个大问题，即冲放电过程导致阴极（正极）活性材料不断膨胀和收缩，从而使电池内部出现微小的裂缝。随着时间的推移，电池的性能会急剧下降。为了防止出现这一问题，研究人员尝试提高阴极活性材料的强度或添加强化掺杂剂，但这些都不能从根本上解决问题。

这项研究发表在期刊《ACS Nano》上，其关键在于纳米弹簧涂层（nano-spring coating）技术，可用于设计弹性结构。该团队在电池电极材料表面施加多壁碳纳米管（MWCNT），以吸收充放电过程产生的应变能，防止产生裂缝；并充分减少电极的厚度变化，提高稳定性。该团队成功有效地抑制了电池内部出现裂缝，同时提高电池的使用寿命和性能。

借助该技术，研究人员仅使用少量（0.5wt％，重量百分比）导电材料，可以充分减少由材料体积变化而引起的电阻。这可以实现高达570 Wh/kg甚至更高的能量密度。此外，这表现出卓越的使用寿命，经过1000次充放电循环后可保持78%的初始电池容量。

值得一提的是，该技术可以轻松地结合现有电池制造工艺，非常有利于实现大规模生产和商业化。这项进展有望克服当前电池技术的缺陷，帮助实现更有效、耐用的EV电池，进而开发更卓越的电动汽车。

该团队由浦项科技大学（POSTECH）材料科学与工程系钢铁与生态材料技术研究所（Institute of Ferrous & Eco Materials Technology）的Kyu-Young Park教授领导，以及三星SDI（Samsung SDI）、西北大学（Northwestern University）和中央大学（Chung-Ang University）进行联合研究。

Park教授表示：“借助与现有方法完全不同的技术，这项研究可以有效地控制充放电过程中的电池变化。该技术不仅可以广泛应用于现有充电电池行业，而且适合非常重视材料耐用性的不同行业。”