EV batteries

松下在堪萨斯州德索托耗资 40 亿美元新建的电池工厂旨在成为可持续发展的典范 – 这是一个 全电动工厂 不需要烟囱。建成后，该工厂将覆盖 48 个足球场大小，雇用 4,000 名员工，并生产足够的先进电池，每年为 50 万辆电动汽车供应。 但有一个问题，而且是一个很大的问题。 虽然工厂大部分时间都依靠风能和太阳能运行， 可再生能源仅占 34% 2023 年当地公用事业公司 Evergy 的电力。 在美国大部分地区，化石燃料在满足电力需求方面仍然发挥着关键作用。事实上，Evergy 已请求允许 延长旧燃煤电厂的寿命 以满足不断增长的需求，包括电池工厂的需求。 我和韦尔斯利学院的学生一起 追踪清洁能源制造业的投资热潮 以及这些项目——包括电池、太阳能电池板和风力涡轮机的制造及其供应链——如何 映射到国家电网. 堪萨斯电池厂凸显了美国面临的挑战扩大清洁能源技术的生产并摆脱对化石燃料的依赖。它还说明了该行业在全国范围内加速向可再生能源转型的潜力。 清洁技术制造业的繁荣 让我们从一些好消息开始。 仅在电池领域，各公司就已宣布计划建造 44 家大型工厂，这些工厂有可能生产足够的电池，以在 2030 年每年供应超过 1000 万辆电动汽车。 这就是美国所需的承诺规模。...

美国环保局发布 严格的新排放限制 2024 年 3 月 20 日，适用于 2027 年至 2032 年生产的汽车。多污染物排放标准的最终规则限制了几乎一年前开始的进程，当时拜登政府首次提出了突破性的法规，本质上要求汽车制造商制定 实质性转向电气化. 最初的提议遭到了汽车制造商和工会的强烈反对，他们认为该行业 需要更多时间来切换 从汽油动力汽车到电动汽车。因此，虽然该规则设定的最终目标与最初提出的目标非常相似，但最终规则中的时间表（尤其是前几年）相对宽松。 这意味着短期内会有更多的碳排放。政治不可避免地成为规范主要行业的重要考虑因素。 新规则预计将减少乘用车的二氧化碳排放 2032 年车型将增长近 50% 相对于现有标准。这需要广泛转向电动汽车，但汽车制造商有很多选择来实现这一目标。 例如，他们可以强调生产电池电动汽车或更混合的车队，其中包括大量 混合动力车和插电式混合动力车, ，以及更清洁的汽油动力汽车。EPA 预计，根据该规则，在 2030-32 年车型中，纯电动汽车可能占 高达 56% 的新车, ，从 2023 年为 7.6%. 作为一名研究的研究者 电动汽车行业和电动汽车的采用, ，我相信新规则仍然会推动全国电气化。全国范围内对这项技术有很大的潜在需...

在一个 新发表的研究, ，我们描述了我们的自熄充电电池的设计。它用商用灭火器中的材料取代了最常用的高度易燃的电解质（由锂盐和有机溶剂组成的介质）。 电解质允许携带电荷的锂离子穿过锂离子电池正极和负极端子之间的隔膜。通过修改经济实惠的商业冷却剂作为电池电解质，我们能够生产出一种能够自熄的电池。 我们的电解液在很宽的温度范围内工作良好，从大约负 100 到 175 华氏度（负 75 到 80 摄氏度）。我们在实验室用这种电解液生产的电池可以很好地将热量从电池中转移出去，并有效地扑灭内部火灾。 我们对这些电池进行了钉刺测试，这是评估锂离子电池安全性的常用方法。驾驶一辆 不锈钢钉穿过充电电池 模拟内部短路；如果电池着火，则测试失败。当我们用钉子刺穿充电电池时，它们承受住了冲击而没有着火。 当锂离子电池向设备提供能量时，锂离子（携带电荷的原子）从阳极移动到阴极。充电时离子反向移动。 阿贡国家实验室/Flickr, CC BY-NC-SA 为什么这很重要 从本质上讲，电池的温度在充电和放电时会发生变化，这是由于 内阻 – 电池内部对锂离子流动的阻碍。 室外温度...

在当今的电子时代，可充电锂离子电池无处不在。与几十年来主导电池市场的铅酸电池相比，锂离子电池可以在相同重量的情况下充电更快并存储更多能量。 这些设备使我们的电子产品和电动汽车变得更轻、更耐用，但它们也有缺点。它们含有大量能量，如果着火，它们就会燃烧，直到所有储存的能量被释放。突然释放大量能量可能导致爆炸，威胁生命和财产。 作为研究的科学家 能源生产, 贮存 和 转换, ， 和 汽车工程, ，我们对开发高能量且安全的电池有着浓厚的兴趣。我们看到令人鼓舞的迹象，表明电池制造商在解决这一重大技术问题方面正在取得进展。 避免过度充电是降低锂离子电池火灾风险的一种方法。 新的火灾隐患 城市交通正在经历向电气化的变革。随着世界各地城市对气候变化和空气质量的担忧日益加剧， 电动汽车 已经占据了舞台的中心。 与此同时，电动自行车和电动滑板车正在改变城市交通，提供便捷、低碳的方式在拥挤的街道上行驶并减少交通拥堵。从 2010 年到 2022 年，租赁网络拥有的共享电动自行车和电动滑板车占 超过 5 亿次出行 在美国城市。私人拥有的电动自行车增加了这一总数：2021年， 美国售出超过 880,000 辆电...

拜登政府宣布后，一个大问题不断浮出水面 计划提高汽车标准 如此之快，他们可能会在不到十年的时间内将电动汽车产量提高到所有新乘用车销量的 67%：汽车制造商能做到这一点吗？ 该提案需要对生产和消费者选择进行巨大改变。客观地说，到 2022 年，美国约有 6% 的人乘用车销售均为纯&...