挪威黑科技!自修复电池为电动汽车续航增活力?

发布日期:2025-03-18· 中国汽车报网 记者:赵建国 编辑:李沛洋
记者:赵建国 编辑:李沛洋

电动汽车的车主似乎都希望,自己车上的动力电池都能续航更远、寿命更长,或许在不久的将来,这一梦想将走进现实。

近日,据外媒TechXplore报道,欧洲科学家表示,一种具备“自我修复”功能且更加环保的动力电池组,有望为电动汽车行业降低成本、提升安全性和能量密度、充电速度等目标提供新的解决方案。

这一新技术,来自挪威研究机构工业与技术研究基金会(SINTEF),其正在研发一款新型动力电池,据称相比传统锂离子电池更稳定,能够提升续航并延长使用寿命。研究人员将这款动力电池比作“三明治”,正极在上,负极在下,中间由分隔层和粘合剂固定。尽管这一结构适用于几乎所有动力电池,但SINTEF认为其新动力电池的独特之处在于材料的改进。

新型电池“新”在哪儿

在这里,2025年1月,纯电动汽车(BEV)占新车销售比例已高达95.8%,而2024年纯电动汽车的市场份额为88.9%‌‌……这就是挪威,堪称全球电动汽车普及率最高的国家,没有之一。

不仅如此,挪威也是动力电池技术创新的“试验田”。近日,挪威工业与技术研究基金会宣布研发出的一款具有颠覆性的电动汽车动力电池,据称能同时攻克续航短、充电慢、寿命低这三大痛点,可以使电动汽车彻底摆脱“冬季焦虑”。

据了解,传统锂电池的瓶颈在于材料层面,即钴金属成本高昂,且存在伦理争议,石墨负极的能量密度又较为有限。挪威科学家此次取得的突破,从根本上重构了电池结构。其中包括使用无钴正极,采用锂镍锰氧化物,实现钴含量归零,且镍和锂的比例低于传统电池。这种设计不仅降低了成本,还提升了平均电压,使得充电速度更快,能量密度更高。

同时,还采用硅-石墨负极,硅的理论储锂能力是石墨的10倍,然而其膨胀问题曾令车企望而却步。SINTEF通过将硅与石墨复合,有效抑制了充放电时的体积膨胀,同时让电池体积更小,储能更多。

由此,与当前主流动力电池相比,这款新电池的能量密度预计提升20%以上。若应用于特斯拉Model 3,其续航里程或可突破700公里,甚至接近燃油车的续航水平。

动力电池如何“自修复”

据悉,该新型动力电池的自修复技术,可以像补胎一样“修电池”。

通常情况下,动力电池寿命衰减的核心原因在于电极材料在循环过程中的微观损伤。挪威SINTEF团队借鉴“自修复轮胎”的思路,研发出一种特殊粘合剂和隔离层。其中,智能粘合剂,在当电池内部出现微小裂纹时,粘合剂能够自动填充修复,防止活性物质脱落,从而延长电池循环寿命。同时,抗短路隔离层,采用新型电解质和分隔材料,即便在极端温度或遭受撞击的情况下,也能阻止正负极直接接触,降低热失控风险。

对于上述技术,实验室数据表明,该技术可将动力电池循环寿命提升至传统产品的3倍以上。有行业专家表示,如果该技术与某大学近期提出的“锂离子补充针剂”相结合,未来电动汽车动力电池使用20年或许将可以实现,从而为用户带来更多便利。

地处北欧的挪威,年平均气温较低,尤其是挪威冬季的严寒对电动汽车而言,堪称“地狱级考验”。2025年1月,挪威汽车协会(NAF)测试显示,在24款车型中,仅有4款实际续驶里程超过300英里(约483公里),且普遍比标称值缩水20%-30%。而SINTEF的新电池通过两项设计,改善了低温性能。

其中包括,一是低温电解液,优化了离子传导效率,减少在-3℃环境下的内阻升高问题。二是智能热管理,借鉴类似特斯拉的温控系统,将电池工作温度稳定在最佳区间,避免极端低温导致的容量骤降。尽管尚未公布具体数据,但研究人员表示,其冬季续驶里程衰减率有望控制在10%以内,彻底解决“北欧车主”的续驶里程焦虑。

“新技术给用户等各方带来更多便利,但产品测试验证必不可少。”北京科技大学教授曾欣认为,新技术开发值得鼓励,但如果要走向实用上车,之前必须按照相关标准进行测试验证,以充分的数据来保证产品性能及专业数据的可靠,作为上车的依据。

新产品何时商业化量产

既然有这么多优势,人们不禁要问,这种新型电池什么时间可以上车使用呢?

据悉,目前,SINTEF已完成第一代原型电池的开发,正全力推进第二代的优化以及量产工艺设计。团队坦言,从实验室走向商业化需要攻克两大难关,即硅负极成本,硅材料对纯度要求极高,规模化生产需要产业链的协同配合;还有自修复材料稳定性,粘合剂需在电池的全生命周期内保持活性,这对化学配方提出了极高要求。

“的确如此,除了必要的测试验证,诸如粘合剂新材料既要保持活性,还要经得起车规级环境的考验,这需要时间。”浙江大学新能源协同创新中心研究员林弘昌认为,与实验室相比,量产工艺设计也需要时间,还需要达到一定的良品率,即使顺利完成,最快也需要1-2年时间。而曾欣认为,1-2年时间非常紧张,还要找到有成熟技术能力的生产厂家,时间可能不够。

有人预测,如果上述过程推进顺利,该技术最快或将于2026年率先应用于挪威本土品牌电动汽车,并依托挪威政府“2025年内禁售燃油车”的政策,迅速占领市场。

“鼓励创新是产业发展的动力。”林弘昌认为,但是科学技术是理性和务实的,尤其不能夸大其词、言过其实去吹嘘,以标准为尺度来检验,以求真务实的态度扎实落实每一个细节,以严谨细致的态度去推进才是应有之义。

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