美國(guó)研發(fā)更輕、充電速度更快的電池 可用于太空車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)

石墨陽(yáng)極儲(chǔ)能不夠，不妨試試硅陽(yáng)極。

據(jù)外媒報(bào)道，美國(guó)克萊姆森大學(xué)（Clemson University）科學(xué)家們正在進(jìn)行一項(xiàng)電氣化研究，可能會(huì)制成更輕、充電速度更快的電池，適合用于給航天服，甚至是火星車(chē)提供動(dòng)力。該項(xiàng)研究由NASA提供資助，而且研究人員表示，該款變革性新電池很快將用于美國(guó)衛(wèi)星上。

圖片來(lái)源克萊姆森大學(xué)

研究人員表示“大多數(shù)衛(wèi)星都從太陽(yáng)獲取能量，但是衛(wèi)星必須能夠存儲(chǔ)能量，以備其處于地球陰影下時(shí)可以使用此類(lèi)能量。我們必須要讓電池盡可能輕，因?yàn)樾l(wèi)星越重，成本也越高?！?/p>

圖片來(lái)源克萊姆森大學(xué)

研究人員表示，為了理解其獲得的突破，人們可以將鋰離子電池的石墨陽(yáng)極想象成一副牌，每張牌代表一層石墨，用于存儲(chǔ)電荷。問(wèn)題在于，石墨并不能存儲(chǔ)太多電荷?？巳R姆森大學(xué)研究小組選擇了硅，因?yàn)楣枘軌虼鎯?chǔ)更多電荷，即更輕的電池可以存儲(chǔ)更多的能量。雖然科學(xué)家們長(zhǎng)期以來(lái)一直認(rèn)同硅具有高容量電存儲(chǔ)能力，但是此種材料在充放電時(shí)會(huì)分裂成更小的碎片。于是，該團(tuán)隊(duì)提出一個(gè)解決方案，利用微小的“納米”硅顆粒，增加其穩(wěn)定性，讓其擁有更長(zhǎng)的循環(huán)壽命。即不是由石墨組成一副牌，新電池采用一層層稱(chēng)為巴克紙的碳納米管材料，其中夾有硅納米顆粒。采用此種內(nèi)部封裝法，即使硅顆粒分裂，仍然還在夾層里面。

研究人員表示“此類(lèi)獨(dú)立的碳納米管薄片讓硅納米顆粒彼此通電相連，納米管會(huì)形成準(zhǔn)3D結(jié)構(gòu)，即使在500次充放電循環(huán)后，仍然讓硅納米顆粒固定在一起，而且可以減小納米顆粒破裂時(shí)產(chǎn)生的電阻?！?/p>

采用硅和其他納米材料制成的電池不僅容量得到增加，還能夠以更高的電流給電池充電，從而加快充電速度。此外，因?yàn)樾码姵夭捎眉{米管作為緩沖機(jī)制，新電池的充電速度得以比目前快4倍。

更輕、充電速度更快、效率大大提高的電池不僅對(duì)于穿著由電池驅(qū)動(dòng)的航空服的宇航員而言是件好事，對(duì)于需要將宇航員送到目的地的科學(xué)家和工程師而言，也是件好事。

研究人員還表示，此類(lèi)新電池很快也可以應(yīng)用到電動(dòng)汽車(chē)上。下一步，研究人員想要與工業(yè)伙伴合作，將此種在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)的技術(shù)轉(zhuǎn)化為可以進(jìn)入市場(chǎng)的技術(shù)。