欧盟“PHOENIX”项目:研发自愈电池,推动电动汽车绿色发展
2025-07-22 10:36
来源:《地平线:欧盟研究与创新》杂志
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在电动汽车(EV)大规模普及的进程中,电池性能与寿命是关键制约因素。不过,欧盟研究人员正致力于开发一项创新技术,有望让电池实现快速检测损坏并自我修复,为电动汽车发展带来新曙光。

当前,欧洲电动汽车销量增长迅猛,2月份销量与2024年同期相比增长了20%。电动汽车对于交通电气化和减少碳排放意义重大,但发展面临诸多挑战。目前,大多数电动汽车依赖锂离子电池,其体积大、结构复杂,含有数十公斤锂、镍和铜等贵金属,且需使用十多年以匹配车辆预期寿命。

为应对这一挑战,由欧盟资助的“PHOENIX”科研团队应运而生。该团队旨在研发可自愈电池,延长电池寿命、提高安全性,并减少对新型电池金属的需求。德国弗劳恩霍夫硅酸盐研究所(ISC)材料科学家齐格勒表示,此举既能延长电池寿命,又能减少碳足迹,降低资源需求。2023年,欧盟确定34种关键材料,锂、镍、铜和钴等电池金属位列其中。

“PHOENIX”项目以神话中重生的鸟命名,象征着研究人员对电池技术重生与复兴的期望。鉴于欧盟立法要求,从2035年起所有新售轿车和货车须实现零排放,以大幅减少交通运输行业温室气体排放,电动汽车急需更好的电池。

目前,来自比利时、德国、意大利、西班牙和瑞士的科学家正合作设计传感器,检测锂离子电池老化变化并触发自我修复,目标是将电池寿命延长一倍,进而延长电动汽车寿命。如今,电池管理系统(BMS)虽能监控电池电压和温度,确保安全,但传感器测量范围有限。PHOENIX团队计划引入先进传感器和触发器,有的可检测电池膨胀,有的能生成热图,还有的可监测危险气体,为电池健康状况提供预警系统。当电池“大脑”决定修复时,修复机制将被激活,如挤压电池或施加热量触发内部自我修复,也可利用磁场分解树突,防止短路和故障。

此外,PHOENIX研究人员还致力于提升电动汽车行驶里程、减小电池尺寸。他们正开发能量密度更高的下一代电池,计划用硅替代石墨,但硅稳定性差,充放电时体积膨胀大,电池需具备承受能力或实现自我修复。

2025年3月,新一批传感器原型和触发器已开发完成并发送给合作伙伴,用于电池袋电池测试。不过,在电池上安装传感器会增加成本,团队正专注于确定能带来足够效益的技术,以证明其成本合理性。

无论最终哪种方法胜出,都将使未来电动汽车使用寿命更长、行驶距离更远,配备更安全、紧凑、资源密集程度更低的电池,同时延长电池寿命还能减少电动汽车碳足迹,实现消费者与环境的双赢。齐格勒感慨:“延长电池寿命和研发电动汽车令人兴奋,关键在于把各个部件组装起来。”

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