欧盟“凤凰”计划研发自修复电池 助力电动汽车发展
2025-07-21 09:52
来源:德国弗劳恩霍夫硅酸盐研究所
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科学家们正致力于研发自修复电池,该技术可诊断电池内部损坏并启动修复,有望使电动汽车(EV)使用寿命延长一倍,旨在解决电池性能下降这一限制电动汽车寿命和普及的关键问题。

研究人员在新闻稿中称,延长电池寿命还能减少电动汽车的碳足迹,实现消费者与环境的双赢。这项工作是欧盟资助的“凤凰”(PHOENIX)计划的一部分,该计划旨在制造耐用且可持续的电池,支持交通运输行业向欧盟2035年新车零排放目标等转型。

德国弗劳恩霍夫硅酸盐研究所(ISC)材料科学家约翰内斯·齐格勒表示,自修复电池可延长寿命、减少碳足迹,因同一块电池能自我修复,总体上减少所需资源。

PHOENIX项目由瑞士、德国、比利时、西班牙和意大利的科学家合作开展,目标是设计一套内部传感器系统。该系统比目前的电池管理系统(BMS)能提供更详细的数据,BMS主要监测基本安全参数。瑞士电子与微技术中心(CSEM)工程师Yves Stauffer指出,目前感知范围仅限于一般温度、电压和电流,除提供剩余能源可用性估计外,主要确保安全。

PHOENIX系统使用传感器检测物理膨胀、生成内部热图并识别特定气体,提供电池损坏的早期预警。新闻稿解释,当电池“大脑”决定需要修复时,修复机制就会启动,比如挤压电池使其恢复原状,或施加有针对性的热量触发内部自我修复机制。研究人员还在探索多种方法,如施加有针对性的热量重塑化学键,CSEM电池化学家刘素福称,热处理下一些独特化学键会恢复;另一种技术是利用磁场分解可能导致短路的“树枝状晶体”金属生长物。

2025年3月,这项研究迎来里程碑,一批新的传感器和触发器原型被送往合作伙伴,用于软包电池测试,以验证技术有效性。

除延长寿命外,该项目还旨在提高电池性能。刘素福表示,团队正尝试开发能量密度更高的下一代电池,测试硅在电池阳极中的应用,这种材料比标准石墨储能更多。自修复技术可提供硅基阳极商业化所需的稳定性,有望生产出更轻、续航里程更长的电动汽车。

该计划旨在满足日益增长的电动汽车需求,减少行业对锂和镍等关键原材料的依赖。研究人员承认传感器会增加生产成本,目前正努力优化技术以提高经济可行性。

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