先说个题外话,在Joule那篇论文里,作者把这个技术叫做Asymmetric Temperature Modulation,简称是ATM,于是满篇的“自动提款机”,哈哈哈。
我觉得作者很棒的一点是:打破了传统上锂电池中对“热”的偏见。
一直以来,人们是不希望,甚至极力避免电池发热的。因为一旦过热,锂电池就是个炸药包。从三星手机到特斯拉电动车,很多自然事故,本质上都是电池局部过热引起的。所以商业化的电池最重要的测试指标之一就是高温状态的安全性测试。
但“热”对电池的也是有好处的。理论上,“热”可以极大提升离子的迁移速率。在锂电池中,离子负责电子的转移,也就是说高的迁移速率可以让电池实现快速充电。
总结一下:对于锂电池,不希望太热,会爆炸;又希望热一点,可以快充。
这篇论文最大的贡献就是:找到了“热”的平衡点,保证安全,又可以快充。
当然,论文中还做了很多ATM技术对电池循环过程中电化学性质的影响,包括充放电,SEI生长等,工作很全面。
新技术的诞生一定是基于前期技术积累。作者之所以能做出这个工作,因为他们做了很多如何改善电池温度性能的研究。比如这篇Proc. Natl. Acad. Sci. 2018, 115, 7266–7271,他们就试过提升-50摄氏度的电池性能,算是对这篇joule的前期探索。
关于“快充”再说句题外话:以前听过一个企业方的报告,他说现阶段快充并不是电池主要问题,甚至还有些负面效应。因为电池,特别是车的电池,快充后功率太大,电网不一定受得了。对于新能源产业来说,电池和电网是一个生态系统,需要二者协同共进。