全新鋰碳技術(shù)通過(guò)結(jié)合超級(jí)電容器和傳統(tǒng)鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn) 可實(shí)現(xiàn)超快速充電

馬勒動(dòng)力系統(tǒng)（MAHLE Powertrain）和Allotrope Energy推出一種新的電池技術(shù)，可提供超快速充電和良好的功率密度。通過(guò)結(jié)合超級(jí)電容器和傳統(tǒng)鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)，該全新鋰碳技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)快速充滿電，時(shí)間與為內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力汽車(chē)加油的時(shí)間接近。此外，鋰碳電池不含稀土金屬，可實(shí)現(xiàn)完全可回收，且不易受到失控事件的影響。

馬勒動(dòng)力總成研究主管Mike Bassett博士表示：“里程焦慮通常被認(rèn)為是電動(dòng)汽車(chē)普及的主要障礙，但如果電池充電和為傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)加油一樣快，那么大部分擔(dān)憂就會(huì)消失。”

Bassett還表示：“隨著按需經(jīng)濟(jì)的興起，用于外賣(mài)等城市配送的汽油輕便摩托車(chē)變得越來(lái)越普遍，從而破壞了空氣質(zhì)量。截至目前，如果沒(méi)有昂貴的可互換電池儲(chǔ)備，或者改用更大、更重、能耗更高的電動(dòng)汽車(chē)，那么配送就很難實(shí)現(xiàn)脫碳。”

然而，在與Allotrope Energy的合作項(xiàng)目中，馬勒動(dòng)力總成考慮到由廉價(jià)的小容量鋰碳電池提供動(dòng)力，從而將電動(dòng)輕便摩托車(chē)用作城市運(yùn)輸車(chē)輛。該電池可在配送兩點(diǎn)間，僅用90秒就可充滿電。

Allotrope Energy的鋰碳技術(shù)結(jié)合了超級(jí)電容器和傳統(tǒng)鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)，可提供了一種可以快速充電并保持良好能量密度的電池。該技術(shù)采用高倍率電池型陽(yáng)極和高容量雙電層電容器（EDLC）型陰極，并由有機(jī)電解質(zhì)隔開(kāi)。

這種電池不會(huì)像傳統(tǒng)鋰基電池受到熱降解影響。即使在高溫下，該電池也十分穩(wěn)定，從而允許提供高電流和快速充電，且無(wú)需復(fù)雜的外部冷卻或電池管理系統(tǒng)。

此外，其電容器式陰極可循環(huán)100,000多次，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)電池。同時(shí)該電池?zé)o需采用稀土金屬，可完全可回收，因此對(duì)環(huán)境更加友好，不論是生產(chǎn)過(guò)程中還是電池使用后。

作為該項(xiàng)目的一部分，馬勒動(dòng)力總成對(duì)以城市為基礎(chǔ)、目標(biāo)范圍為25公里的電動(dòng)助力車(chē)快餐配送服務(wù)的場(chǎng)景進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)500 Wh的傳統(tǒng)鋰離子電池需要在輪班中充電，即使使用快速充電器，也需要30多分鐘。此外，定期快速充電會(huì)縮短電池壽命，因此可能需要每?jī)赡旮鼡Q一次。然而，鋰碳電池組可以在90秒內(nèi)以20 kW的功率充滿電，這意味著在接下一單配送時(shí)就可以完全充滿電。

Bassett表示：“通過(guò)超快速充電，電池尺寸可進(jìn)行優(yōu)化以適應(yīng)不用車(chē)輛使用場(chǎng)景，從而減輕重量并降低成本，進(jìn)而進(jìn)一步掃清脫碳障礙。真正的挑戰(zhàn)在于設(shè)計(jì)能夠吸收如此高電荷的電氣架構(gòu)。此外，由于市場(chǎng)上沒(méi)有合適的充電系統(tǒng)可以從國(guó)內(nèi)供應(yīng)中提供這些充電率，我們創(chuàng)建了自己的定制設(shè)計(jì)。”

Bassett團(tuán)隊(duì)提出的解決方案使用的是自己的內(nèi)置電容器儲(chǔ)能，通過(guò)增加典型7 kW單相連接的功率，可提供高達(dá)20 kW的超快速充電，從而降低成本和復(fù)雜性，因此無(wú)需進(jìn)行昂貴的電網(wǎng)連接升級(jí)。