鉅大LARGE | 點擊量:761次 | 2018年08月13日
電動車電池快充新材料的發現
研究人員表明,最近新發現的一組材料可以實現電池快速充電,提高智能手機在幾分鐘內完全充電的可能性,并加速了電動汽車和太陽能等主要清潔科技的投入應用。
電池充電的速度部分取決于正電粒子(稱為鋰離子)向負電極移動的速度,正電粒子之后儲存在負電極處。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材料變得更小。但是納米粒子的造價非常昂貴,并且制作工藝復雜。因此,科學家們一直在尋找替代性材料來規避這一問題。
目前,劍橋大學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,鋰離子可以實現超高速移動,這就意味著電池可以實現快速充電。
該研究發布于《自然》雜志,其第一作者KentGriffith說,“鈮鎢氧化物與其他化合物有著本質上的不同。”這種材料于1965年被首次發現,具有剛性且開放的結構,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中的運動情況,研究人員使用了類似于MRI掃描儀中發現的技術。他們發現,鋰離子在這些材料中的移動速度要比傳統陶瓷電極材料快幾百倍。
這些替代材料的另一優點在于便宜且易于制造。Griffith表示:“這些氧化物易于制造,不需要額外的化學品或溶劑。”
優化的電池可以革新電動汽車以及太陽能格網儲存這兩大環保技術。
劍橋大學材料化學教授ClareGrey表示,下一步要做的就是優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循環使用。Clare補充道,“舉例來說,人們在車站就能對電動公交車進行快速充電。”
倫敦大學學院電化學工程教授DanBrett雖然并未參與這項研究工作,但是仍然對這一發現表示了極大的贊賞,“這一發現是激動人心的,尤其是它對電池性能所做的‘貢獻’”,他說,“這項研究工作的真正聰明之處還在于其使用的一種測量機制,使得鋰離子通過這一物質所達到的移動速度得以測量。”
Brett最后補充道:“該技術還將進一步優化這些材料,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。”
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