环保、更便宜、存储容量更大、使用寿命更长：对未来的电池有很多要求。西班牙的研究团队利用激光技术设计下一代电池。

这些经验丰富的铅酸电池已经低成本运行了大约一个世纪，似乎无法提供足够的存储容量来满足我们时代的需求。当然，它们不是为电动汽车设计的。其他尝试，如镍镉(镍镉)或镍氢(镍金属氢化物)已被证明太弱，无法推广电动汽车。

虽然在90年代初的商业弹窗中非常昂贵，但锂离子技术已经变得合理，现在可以满足很多人的续航里程需求。全球平均每日通勤距离不到50公里。然而，研究人员表示，必须调整成本和稳定性等重要方面。

根据EU-资助的激光4Surf项目，科学家们正在解决其中一个参数，即锂离子电池的稳定性。“我们正在使用激光改变集流体的表面，集流体是由金属制成的电池组件之一。这些改进将提高电池的稳定性，从而延长其使用寿命，”物理学家米格尔拉安杰穆尼奥斯-马尔克斯博士解释说。西班牙阿拉瓦中投能源公司高级界面分析主管。

任何锂离子电池(蓄电池)两端都有集流体。电极材料浇铸在每个集流体涂料上；它储存锂离子，并在电池运行过程中必要时释放锂离子。从技术上讲，激光对金属表面的作用使电极更好地附着在集流体上。这可以防止可能导致电极从集电器上剥离的任何不希望的反应。

“这些改进还可以提高高功率负载下的电池性能。有了激光，我们希望增加集电器的有效表面，这样它就可以在充放电过程中处理更多的电子，”miguelangelmuoz补充道。

目前，用于生产电动汽车的锂离子电池已经足够强大。根据制造公司的不同，汽车可以在不充电的情况下行驶200至500公里。主要问题是负担能力，因为电池的成本大约是汽车成本的40%或50%。“这个数字可以通过改进技术来实现，就像我们在Laser4Surf项目中所做的那样，或者通过寻找更便宜的材料来实现。如果我们找到延长电池寿命的解决方案，即使它的价格更高，它也会达到一个成功的价格。电池寿命越长，投资回报就越大，”穆尼奥斯说。

该项目的另一个重要问题与电池的可持续性有关。在Laser4Surf中，研究人员跳过了制造过程中的一个化学步骤：集流体的碳涂层。普通锂离子电池上的碳涂层提高了集流体的性能，例如，确保集流体和电极之间更好的电接触。“激光改变了没有化学涂层的集流体表面。同时，激光雕刻改善了电气和机械接触，因此电池具有更好的性能，”穆尼奥斯解释道。

第一次实验室测试后，miguelangelmuoz对这项研究的未来充满希望：“在这个项目的后半部分，我们正在研究在镀膜线上开发的原型，可以在我们中心的干燥室使用。它将具有手机电池的近似尺寸，获得的电池可视为预工业测试。”下一步是让电池公司相信这些发现具有竞争力。“这个项目的目标之一是建造一台可以大规模修改铜表面的机器，因此将有一个工业化前的原型。如果一切顺利，在不到十年的时间里，我们将能够以工业规模生产它，”他补充说。

德国乌尔姆亥姆霍兹研究所所长斯特凡诺帕塞里尼教授和负责人表示：“改善活性材料和集流体之间的接触非常重要，这是提高电池寿命和充电性能的非常好的方法。《权力杂志》编辑。他认为激光可能是一项成功的技术，因为现在成本更低了。但是，在评估研究的有效性之前，应计算收益/成本平衡。

“使用激光技术可以改善接触的事实应该得到证明。我知道其他激光应用，在这些应用中，团队计划在电极上制作凹槽，以增加电极厚度，即能量密度，同时保持良好的组合，这有利于能量存储，但所有这些方法都需要在工业规模上得到证明，”帕塞里尼说，并补充说，除非得到实质性改进或节省大量成本，否则行业需要很长时间才能改变既定的工艺。很明显。

穆尼奥斯认为，然而，这种研究可以为企业带来可观的成本节约。任何突破都会对电池行业产生可衡量的影响，并有助于为实验室获得更多的资金，从而在这一领域投入更多的精力。

越来越多的科学团体投入时间研究电池。“有各种层次的研究。首先，有公司进行的应用研究。这种研究的结果会给项目的成功带来短期的影响和风险。其次，有基于逐步完善的研究，中期影响短，风险高，通常由技术中心开发。在这里，工作组试图增加电池容量并降低成本。最后，具有中长期影响和高风险的基础研究通常由研究中心或大学进行。他们的结果可能会带来一场革命和范式转变。团队可以发现新的高性能锂离子电池材料和新的生产方法。

对性能更好的电池的总体需求导致了对这一主题的各种方法，似乎比以往任何时候都更需要不同研究水平之间的协同作用。

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