全新鋰碳技術通過結合超級電容器和傳統鋰離子電池的優點 可實現超快速充電

馬勒動力系統（MAHLE Powertrain）和Allotrope Energy推出一種新的電池技術，可提供超快速充電和良好的功率密度。通過結合超級電容器和傳統鋰離子電池的優點，該全新鋰碳技術能夠實現快速充滿電，時間與為內燃機動力汽車加油的時間接近。此外，鋰碳電池不含稀土金屬，可實現完全可回收，且不易受到失控事件的影響。

馬勒動力總成研究主管Mike Bassett博士表示：“里程焦慮通常被認為是電動汽車普及的主要障礙，但如果電池充電和為傳統內燃機汽車加油一樣快，那么大部分擔憂就會消失。”

Bassett還表示：“隨著按需經濟的興起，用于外賣等城市配送的汽油輕便摩托車變得越來越普遍，從而破壞了空氣質量。截至目前，如果沒有昂貴的可互換電池儲備，或者改用更大、更重、能耗更高的電動汽車，那么配送就很難實現脫碳。”

然而，在與Allotrope Energy的合作項目中，馬勒動力總成考慮到由廉價的小容量鋰碳電池提供動力，從而將電動輕便摩托車用作城市運輸車輛。該電池可在配送兩點間，僅用90秒就可充滿電。

Allotrope Energy的鋰碳技術結合了超級電容器和傳統鋰離子電池的優點，可提供了一種可以快速充電并保持良好能量密度的電池。該技術采用高倍率電池型陽極和高容量雙電層電容器（EDLC）型陰極，并由有機電解質隔開。

這種電池不會像傳統鋰基電池受到熱降解影響。即使在高溫下，該電池也十分穩定，從而允許提供高電流和快速充電，且無需復雜的外部冷卻或電池管理系統。

此外，其電容器式陰極可循環100,000多次，遠高于傳統電池。同時該電池無需采用稀土金屬，可完全可回收，因此對環境更加友好，不論是生產過程中還是電池使用后。

作為該項目的一部分，馬勒動力總成對以城市為基礎、目標范圍為25公里的電動助力車快餐配送服務的場景進行了研究。結果發現500 Wh的傳統鋰離子電池需要在輪班中充電，即使使用快速充電器，也需要30多分鐘。此外，定期快速充電會縮短電池壽命，因此可能需要每兩年更換一次。然而，鋰碳電池組可以在90秒內以20 kW的功率充滿電，這意味著在接下一單配送時就可以完全充滿電。

Bassett表示：“通過超快速充電，電池尺寸可進行優化以適應不用車輛使用場景，從而減輕重量并降低成本，進而進一步掃清脫碳障礙。真正的挑戰在于設計能夠吸收如此高電荷的電氣架構。此外，由于市場上沒有合適的充電系統可以從國內供應中提供這些充電率，我們創建了自己的定制設計。”

Bassett團隊提出的解決方案使用的是自己的內置電容器儲能，通過增加典型7 kW單相連接的功率，可提供高達20 kW的超快速充電，從而降低成本和復雜性，因此無需進行昂貴的電網連接升級。