挪威黑科技！自修復(fù)電池為電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航增活力？
電動(dòng)汽車的車主似乎都希望，自己車上的動(dòng)力電池都能續(xù)航更遠(yuǎn)、壽命更長(zhǎng)，或許在不久的將來(lái)，這一夢(mèng)想將走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。
近日，據(jù)外媒TechXplore報(bào)道，歐洲科學(xué)家表示，一種具備“自我修復(fù)”功能且更加環(huán)保的動(dòng)力電池組，有望為電動(dòng)汽車行業(yè)降低成本、提升安全性和能量密度、充電速度等目標(biāo)提供新的解決方案。
這一新技術(shù)，來(lái)自挪威研究機(jī)構(gòu)工業(yè)與技術(shù)研究基金會(huì)（SINTEF），其正在研發(fā)一款新型動(dòng)力電池，據(jù)稱相比傳統(tǒng)鋰離子電池更穩(wěn)定，能夠提升續(xù)航并延長(zhǎng)使用壽命。研究人員將這款動(dòng)力電池比作“三明治”，正極在上，負(fù)極在下，中間由分隔層和粘合劑固定。盡管這一結(jié)構(gòu)適用于幾乎所有動(dòng)力電池，但SINTEF認(rèn)為其新動(dòng)力電池的獨(dú)特之處在于材料的改進(jìn)。
新型電池“新”在哪兒
在這里，2025年1月，純電動(dòng)汽車（BEV）占新車銷售比例已高達(dá)95.8%，而2024年純電動(dòng)汽車的市場(chǎng)份額為88.9%??……這就是挪威，堪稱全球電動(dòng)汽車普及率最高的國(guó)家，沒(méi)有之一。
不僅如此，挪威也是動(dòng)力電池技術(shù)創(chuàng)新的“試驗(yàn)田”。近日，挪威工業(yè)與技術(shù)研究基金會(huì)宣布研發(fā)出的一款具有顛覆性的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池，據(jù)稱能同時(shí)攻克續(xù)航短、充電慢、壽命低這三大痛點(diǎn)，可以使電動(dòng)汽車徹底擺脫“冬季焦慮”。
據(jù)了解，傳統(tǒng)鋰電池的瓶頸在于材料層面，即鈷金屬成本高昂，且存在倫理爭(zhēng)議，石墨負(fù)極的能量密度又較為有限。挪威科學(xué)家此次取得的突破，從根本上重構(gòu)了電池結(jié)構(gòu)。其中包括使用無(wú)鈷正極，采用鋰鎳錳氧化物，實(shí)現(xiàn)鈷含量歸零，且鎳和鋰的比例低于傳統(tǒng)電池。這種設(shè)計(jì)不僅降低了成本，還提升了平均電壓，使得充電速度更快，能量密度更高。
同時(shí)，還采用硅-石墨負(fù)極，硅的理論儲(chǔ)鋰能力是石墨的10倍，然而其膨脹問(wèn)題曾令車企望而卻步。SINTEF通過(guò)將硅與石墨復(fù)合，有效抑制了充放電時(shí)的體積膨脹，同時(shí)讓電池體積更小，儲(chǔ)能更多。
由此，與當(dāng)前主流動(dòng)力電池相比，這款新電池的能量密度預(yù)計(jì)提升20%以上。若應(yīng)用于特斯拉Model 3，其續(xù)航里程或可突破700公里，甚至接近燃油車的續(xù)航水平。
動(dòng)力電池如何“自修復(fù)”
據(jù)悉，該新型動(dòng)力電池的自修復(fù)技術(shù)，可以像補(bǔ)胎一樣“修電池”。
通常情況下，動(dòng)力電池壽命衰減的核心原因在于電極材料在循環(huán)過(guò)程中的微觀損傷。挪威SINTEF團(tuán)隊(duì)借鑒“自修復(fù)輪胎”的思路，研發(fā)出一種特殊粘合劑和隔離層。其中，智能粘合劑，在當(dāng)電池內(nèi)部出現(xiàn)微小裂紋時(shí)，粘合劑能夠自動(dòng)填充修復(fù)，防止活性物質(zhì)脫落，從而延長(zhǎng)電池循環(huán)壽命。同時(shí)，抗短路隔離層，采用新型電解質(zhì)和分隔材料，即便在極端溫度或遭受撞擊的情況下，也能阻止正負(fù)極直接接觸，降低熱失控風(fēng)險(xiǎn)。
對(duì)于上述技術(shù)，實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)表明，該技術(shù)可將動(dòng)力電池循環(huán)壽命提升至傳統(tǒng)產(chǎn)品的3倍以上。有行業(yè)專家表示，如果該技術(shù)與某大學(xué)近期提出的“鋰離子補(bǔ)充針劑”相結(jié)合，未來(lái)電動(dòng)汽車動(dòng)力電池使用20年或許將可以實(shí)現(xiàn)，從而為用戶帶來(lái)更多便利。
地處北歐的挪威，年平均氣溫較低，尤其是挪威冬季的嚴(yán)寒對(duì)電動(dòng)汽車而言，堪稱“地獄級(jí)考驗(yàn)”。2025年1月，挪威汽車協(xié)會(huì)（NAF）測(cè)試顯示，在24款車型中，僅有4款實(shí)際續(xù)駛里程超過(guò)300英里（約483公里），且普遍比標(biāo)稱值縮水20%-30%。而SINTEF的新電池通過(guò)兩項(xiàng)設(shè)計(jì)，改善了低溫性能。
其中包括，一是低溫電解液，優(yōu)化了離子傳導(dǎo)效率，減少在-3℃環(huán)境下的內(nèi)阻升高問(wèn)題。二是智能熱管理，借鑒類似特斯拉的溫控系統(tǒng)，將電池工作溫度穩(wěn)定在最佳區(qū)間，避免極端低溫導(dǎo)致的容量驟降。盡管尚未公布具體數(shù)據(jù)，但研究人員表示，其冬季續(xù)駛里程衰減率有望控制在10%以內(nèi)，徹底解決“北歐車主”的續(xù)駛里程焦慮。
“新技術(shù)給用戶等各方帶來(lái)更多便利，但產(chǎn)品測(cè)試驗(yàn)證必不可少?！北本┛萍即髮W(xué)教授曾欣認(rèn)為，新技術(shù)開(kāi)發(fā)值得鼓勵(lì)，但如果要走向?qū)嵱蒙宪嚕氨仨毎凑障嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，以充分的數(shù)據(jù)來(lái)保證產(chǎn)品性能及專業(yè)數(shù)據(jù)的可靠，作為上車的依據(jù)。
新產(chǎn)品何時(shí)商業(yè)化量產(chǎn)
既然有這么多優(yōu)勢(shì)，人們不禁要問(wèn)，這種新型電池什么時(shí)間可以上車使用呢？
據(jù)悉，目前，SINTEF已完成第一代原型電池的開(kāi)發(fā)，正全力推進(jìn)第二代的優(yōu)化以及量產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)。團(tuán)隊(duì)坦言，從實(shí)驗(yàn)室走向商業(yè)化需要攻克兩大難關(guān)，即硅負(fù)極成本，硅材料對(duì)純度要求極高，規(guī)?；a(chǎn)需要產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同配合；還有自修復(fù)材料穩(wěn)定性，粘合劑需在電池的全生命周期內(nèi)保持活性，這對(duì)化學(xué)配方提出了極高要求。
“的確如此，除了必要的測(cè)試驗(yàn)證，諸如粘合劑新材料既要保持活性，還要經(jīng)得起車規(guī)級(jí)環(huán)境的考驗(yàn)，這需要時(shí)間?！闭憬髮W(xué)新能源協(xié)同創(chuàng)新中心研究員林弘昌認(rèn)為，與實(shí)驗(yàn)室相比，量產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)也需要時(shí)間，還需要達(dá)到一定的良品率，即使順利完成，最快也需要1-2年時(shí)間。而曾欣認(rèn)為，1-2年時(shí)間非常緊張，還要找到有成熟技術(shù)能力的生產(chǎn)廠家，時(shí)間可能不夠。
有人預(yù)測(cè)，如果上述過(guò)程推進(jìn)順利，該技術(shù)最快或?qū)⒂?026年率先應(yīng)用于挪威本土品牌電動(dòng)汽車，并依托挪威政府“2025年內(nèi)禁售燃油車”的政策，迅速占領(lǐng)市場(chǎng)。
“鼓勵(lì)創(chuàng)新是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動(dòng)力?！绷趾氩J(rèn)為，但是科學(xué)技術(shù)是理性和務(wù)實(shí)的，尤其不能夸大其詞、言過(guò)其實(shí)去吹噓，以標(biāo)準(zhǔn)為尺度來(lái)檢驗(yàn)，以求真務(wù)實(shí)的態(tài)度扎實(shí)落實(shí)每一個(gè)細(xì)節(jié)，以嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的態(tài)度去推進(jìn)才是應(yīng)有之義。