美國(guó)康奈爾大學(xué)新型鋰電池研制成功,該產(chǎn)品在5分鐘內(nèi)即可充滿電,速度遠(yuǎn)超市場(chǎng)同類,而經(jīng)過(guò)數(shù)千次充放仍然穩(wěn)定性強(qiáng),有望解決電動(dòng)車駕駛者的里程憂慮。相關(guān)研究成果已刊載于最新一期《焦耳》雜志。
鋰離子電池如今廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車及智能手機(jī)領(lǐng)域。其優(yōu)點(diǎn)包括輕巧、抗震、環(huán)保,但充電時(shí)間較長(zhǎng)及承受大功率電涌的能力不足。隨著最新研究成果發(fā)布,科學(xué)家找到了一種獨(dú)特的銦陽(yáng)極材料,與鋰離子電池內(nèi)的陰極材料實(shí)現(xiàn)良好配合。利用這種材料,他們開發(fā)出了一種充電時(shí)間短且能平穩(wěn)釋放電量的電池。
科研團(tuán)隊(duì)解釋道,為了研發(fā)此款電池,他們將重點(diǎn)放在電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué),找出銦作為快速充電材料的巨大潛能。銦作為軟性元素,被廣泛用于制作觸摸屏顯示器以及太陽(yáng)能電池板等產(chǎn)品的涂層以及代替鉛的低溫焊料中。
此次研究發(fā)現(xiàn),銦以電池陽(yáng)極形式展現(xiàn)出兩種關(guān)鍵特點(diǎn):低遷移能壘促使離子在固態(tài)環(huán)境下迅速擴(kuò)散;降低與陽(yáng)極離子的交換電流密度,延緩表面反應(yīng)。這兩方面結(jié)合,對(duì)快速充電及長(zhǎng)期電力保存至關(guān)重要。
新發(fā)明的關(guān)鍵在于讓金屬離子在電池陽(yáng)極處自由流動(dòng)并有序排列,以參與電荷儲(chǔ)存反應(yīng)。每次充電過(guò)程中,電極都會(huì)保持穩(wěn)定,從而使該款電池能夠經(jīng)受住大量的充放電循環(huán)。
科研人員指出,如將此項(xiàng)技術(shù)與無(wú)線感應(yīng)充電公路結(jié)合,有望減小電池體積和成本,使得電動(dòng)交通更為普及。然而,考慮到銦材質(zhì)較重,他們計(jì)劃運(yùn)用人工智能技術(shù)來(lái)尋找更合適的電池陽(yáng)極。
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