電動汽車快充無憂！科學(xué)家發(fā)現(xiàn)電池快充新材料

研究人員表明,最近新發(fā)現(xiàn)的一組材料可以實(shí)現(xiàn)電池快速充電,提高智能手機(jī)在幾分鐘內(nèi)完全充電的可能性,并加速了電動汽車和太陽能等主要清潔科技的投入應(yīng)用。

電池充電的速度部分取決于正電粒子(稱為鋰離子)向負(fù)電極移動的速度,正電粒子之后儲存在負(fù)電極處。而限制我們制造出快速充電的“超級”電池的一大因素便是鋰離子在陶瓷介質(zhì)中的移動速度。

一種可行的解決方案是,通過利用納米粒子使每種物質(zhì)材料變得更小。但是納米粒子的造價(jià)非常昂貴,并且制作工藝復(fù)雜。因此,科學(xué)家們一直在尋找替代性材料來規(guī)避這一問題。

目前,劍橋大學(xué)的研究人員指出一組被稱作是“鈮鎢氧化物”的材料可以解決上述問題。通過這一材料,鋰離子可以實(shí)現(xiàn)超高速移動,這就意味著電池可以實(shí)現(xiàn)快速充電。

該研究發(fā)布于《自然》雜志,其第一作者Kent Griffith說,“鈮鎢氧化物與其他化合物有著本質(zhì)上的不同?！边@種材料于1965年被首次發(fā)現(xiàn),具有剛性且開放的結(jié)構(gòu),并且有著比其他常用電池材料更大的粒子尺寸。

為了測量鋰離子在這些非同一般的介質(zhì)中的運(yùn)動情況,研究人員使用了類似于MRI掃描儀中發(fā)現(xiàn)的技術(shù)。他們發(fā)現(xiàn),鋰離子在這些材料中的移動速度要比傳統(tǒng)陶瓷電極材料快幾百倍。

這些替代材料的另一優(yōu)點(diǎn)在于便宜且易于制造。Griffith表示:“這些氧化物易于制造,不需要額外的化學(xué)品或溶劑?！?/p>

優(yōu)化的電池可以革新電動汽車以及太陽能格網(wǎng)儲存這兩大環(huán)保技術(shù)。

劍橋大學(xué)材料化學(xué)教授Clare Grey表示,下一步要做的就是優(yōu)化這一材料在整個電池中的使用,而該電池可以在電動汽車生命周期內(nèi)循環(huán)使用。Clare補(bǔ)充道,“舉例來說,人們在車站就能對電動公交車進(jìn)行快速充電。”

倫敦大學(xué)學(xué)院電化學(xué)工程教授Dan Brett雖然并未參與這項(xiàng)研究工作,但是仍然對這一發(fā)現(xiàn)表示了極大的贊賞,“這一發(fā)現(xiàn)是激動人心的,尤其是它對電池性能所做的‘貢獻(xiàn)’”,他說,“這項(xiàng)研究工作的真正聰明之處還在于其使用的一種測量機(jī)制,使得鋰離子通過這一物質(zhì)所達(dá)到的移動速度得以測量。”

Brett最后補(bǔ)充道:“該技術(shù)還將進(jìn)一步優(yōu)化這些材料,因此,我們可以期待,在未來,[電池]功率、能量和壽命都將得到新的改善?！?/p>