據(jù)外媒報(bào)道，眾多周知，充電速度一直是電動(dòng)汽車(chē)的一大痛點(diǎn)。上月，保時(shí)捷推出新型充電站，可在15分鐘內(nèi)為電動(dòng)汽車(chē)充滿電，讓這家豪華跑車(chē)品牌一時(shí)間登上了各個(gè)媒體的頭條。然而，有這么一家不為人知的公司，其充電速度甚至比保時(shí)捷還要快。

據(jù)美國(guó)亞利桑那州電動(dòng)卡車(chē)初創(chuàng)企業(yè)AtlisMotorVehicles日前宣布，它已經(jīng)完成了其首個(gè)大型原型電池組的開(kāi)發(fā)，并且可以在不到13分鐘的時(shí)間內(nèi)為該電池充滿電。行業(yè)首次據(jù)該公司稱(chēng)，其工程師原本試圖在15分鐘內(nèi)為上述電池充滿電，但在實(shí)際的測(cè)試中，他們僅用時(shí)12分鐘35秒就充滿了，創(chuàng)造了行業(yè)記錄。

Atlis公司創(chuàng)始人兼CEO馬克·哈切特（MarkHanchett）在一份聲明中表示：“我們已經(jīng)完成了我們?cè)碗姵亟M的初步測(cè)試，它具備極快的充電速度。我們十分驕傲地宣布，我們做得比預(yù)期之中更好，僅用時(shí)12分鐘35秒就充滿了這個(gè)3千瓦時(shí)的電池組，比預(yù)期之中快了2分鐘25秒。”Atlis公司創(chuàng)立于2016年，其目標(biāo)是開(kāi)發(fā)美國(guó)首個(gè)全尺寸電池動(dòng)力皮卡車(chē)，并且具備傳統(tǒng)卡車(chē)同樣的優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)這一雄心勃勃的目標(biāo)，該公司還承諾要在15分鐘內(nèi)為電動(dòng)汽車(chē)充滿電。“這是證明我們技術(shù)的關(guān)鍵——電池充電速度目前仍然是廣泛采用電動(dòng)汽車(chē)所面臨的最大阻礙，”哈切特解釋說(shuō)。最終，該公司成功做到了這一點(diǎn)，甚至超出了他們自己的預(yù)期。

冷卻系統(tǒng)是關(guān)鍵原來(lái)，Atlis鋰離子電池打破記錄的關(guān)鍵在于電動(dòng)汽車(chē)電池中常被忽視的部分，即冷卻系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)是快充的關(guān)鍵。“適當(dāng)?shù)毓芾黼姵販囟热匀槐辉S多電動(dòng)汽車(chē)廠商忽視，但它是電池性能和電池壽命最關(guān)鍵的因素之一，”哈切特說(shuō)。這家汽車(chē)廠商還在官網(wǎng)聲稱(chēng)，其目前創(chuàng)紀(jì)錄的充電速度僅僅是個(gè)開(kāi)始。它寫(xiě)道：“今天，我們的汽車(chē)可以在15分鐘內(nèi)充滿電，未來(lái)，我們的汽車(chē)將能在5分鐘內(nèi)充滿電。”

如果這還不夠令人印象深刻，Atlis的電池組還能根據(jù)客戶的需要調(diào)整尺寸。此外，該公司還堅(jiān)守承諾，提供可負(fù)擔(dān)地起的充電收費(fèi)，并且對(duì)前5000名客戶免費(fèi)。鋰離子電池給移動(dòng)電子設(shè)備帶來(lái)了革命性的變革，并正在交通運(yùn)輸方面取得進(jìn)展，但是要想進(jìn)一步改善電池的使用壽命和功率，就需要新技術(shù)。其中一種選擇是：鋰金屬電池，它的使用壽命更長(zhǎng)，充電速度更快，但這項(xiàng)技術(shù)存在問(wèn)題。鋰沉積物（通常被稱(chēng)為鋰枝晶）傾向于在陽(yáng)極上生長(zhǎng)，這可能會(huì)產(chǎn)生短路，從而導(dǎo)致電池失效、著火或爆炸。

現(xiàn)在，來(lái)自中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所，中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，南開(kāi)大學(xué)，汕頭大學(xué)和中國(guó)高壓科學(xué)技術(shù)高級(jí)研究中心的研究人員設(shè)計(jì)了一種基于碳同素異形體（名為石墨炔）的隔膜，用作鋰離子的過(guò)濾器，并防止枝晶生長(zhǎng)?？蒲腥藛T將這一科研成果發(fā)表在了“MaterialsTodayEnergy”雜志上。

鋰金屬電池在概念上類(lèi)似于鋰離子電池，但依賴(lài)于鋰金屬陽(yáng)極。在放電過(guò)程中，鋰金屬陽(yáng)極通過(guò)外部電路向陰極提供電子。然而，在充電時(shí)，鋰金屬會(huì)沉積在陽(yáng)極上。正是在這個(gè)過(guò)程中，不受歡迎的樹(shù)突才能形成。

這就是隔膜發(fā)揮作用的地方。薄的隔膜由超?。?0nm）的石墨制炔成，（石墨炔是由丁二烯鍵連接的二維單層碳原子六角形），具有一些顯著的特性。石墨炔不僅同時(shí)具有柔韌性和堅(jiān)固性，其化學(xué)結(jié)構(gòu)形成了一個(gè)均勻的多孔網(wǎng)格，只允許一個(gè)鋰離子通過(guò)每個(gè)孔。這調(diào)節(jié)了離子通過(guò)薄膜的運(yùn)動(dòng)，使得離子的擴(kuò)散高度均勻。對(duì)于電池而言重要的是，該膜的這種特征有效地抑制了鋰枝晶的生長(zhǎng)。

“抑制鋰枝晶可以穩(wěn)定固體電解質(zhì)中間相，從而提高裝置的壽命和庫(kù)侖效率，”中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所的李玉良解釋說(shuō)。“它可以避免樹(shù)枝狀的鋰枝晶引發(fā)短路，從而提高電池的安全性。”

研究人員認(rèn)為，石墨炔薄膜可以克服鋰和其他堿金屬電池長(zhǎng)期以來(lái)所面臨的例如鋰枝晶等棘手的問(wèn)題。

“石墨炔是一種完美的材料，具有超級(jí)共軛結(jié)構(gòu)，固有帶隙，天然大孔結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體特性，這為解決該領(lǐng)域的重大科學(xué)問(wèn)題提出了巨大的希望。”Li說(shuō)。

這種二維材料也很簡(jiǎn)單，并且在正常的實(shí)驗(yàn)室條件下易于生產(chǎn)。

“盡管需要更多努力來(lái)提高大規(guī)模石墨炔膜的質(zhì)量，但我們認(rèn)為石墨炔可能會(huì)在鋰電池的安全性方面帶來(lái)一些重大突破。”Li說(shuō)。