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科學家發現鈮鎢氧化物新材料,電池有望幾分鐘內完全充電

2018-08-01 17:28:25 中國能源網  點擊量: 評論 (0)
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(clean technologies,環保科技)的投入應用。

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(clean technologies,環保科技)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。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。

一種可能的解決方案是通過使用納米粒子來縮小每種物質材料。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已識別到一組被稱作是“鈮鎢氧化物”的材料,通過這一材料,鋰離子可以實現超高速移動,意味著可以實現電池快速充電。

該研究發布于《自然》雜志,其第一作者KentGriffith說,“鈮鎢氧化物有著本質上的不同。”這種材料于1965年被首次發現,具有剛性的、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,研究人員使用類似于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說:“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。

這一研究的署名Clare Grey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,該電池可以在電動汽車所需的時間和里數內循環使用。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Dan Brett雖然并未參與這項工作,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改觀”,他說,“這項工作的真正聰明之處還在于可以洞察一種測量機制,得以測量鋰離子通過這一物質所達到的移動速度。”

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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責任編輯:蔣桂云

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