试想一下,如果你的手机电池一次充电可以使用一个星期,而且充电只需15分钟,那会怎样。据美国西北大学(Northwestern University)的一些工程师说,这并不纯粹只是想象。他们已经创造了一种电极,用于锂离子电池,可延长十倍的使用寿命,而充电时间只需通常的十分之一。
“我们已经找到一种方法,可使新的锂离子电池充电寿命延长10倍。”哈罗德•昆(Harold H. Kung)在一篇文章中写道,文章发表在《先进能源材料》(Advanced Energy Materials)杂志上。哈罗德•昆是西北大学麦考密克工程和应用科学学院(McCormick School of Engineering and Applied Science)化学和生物工程教授。“即使经过150次充电,也就是使用一年或更长时间后,这种电池的效率仍然比今天市场上的锂离子电池高5倍以上。”
在我们的设备中,锂离子电池有两个主要缺陷:有限储能容量和比蜗牛还慢的充电速度。这种电极消除了这些问题。具体方法如下:
给设备充电时,锂离子就会来往传输于电池的两端之间,也就是阳极和阴极之间。当所有的离子都到达阳极,杯子就满了,可以这么说。一旦你开始使用设备,离子就开始涓涓不绝地回流到阴极,直到电池耗尽。
因为阳极每6个碳原子只能容纳一个锂原子,所以,电池电荷密度就受到限制。科学家们试图用硅取代碳,因为硅可以容纳更多的锂。但在充电过程中,硅会膨胀和收缩,这会使电池很快失去电荷。
哈罗德•昆和他的同事们解决了这个问题,他们把硅夹在石墨烯片之间,石墨烯是碳的一种形式。这就稳定了硅,使尽可能多的锂离子可在两片之间来回移动。
哈罗德•昆的小组也加快了充电速度,他们在石墨烯薄片上钻出微观小孔。这就使离子有了一条较短的次要路线,以到达阳极,从而大大减少了充电时间,减少了10倍。
预计这种技术会在未来三到五年进入市场。
来源:麻省理工科技
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