鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:955次 | 2020年07月13日
電池界的續(xù)航王!新技術(shù)充電數(shù)十萬次性能不減
據(jù)美國《基督教科學(xué)箴言報》網(wǎng)絡(luò)版報道,美國科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一項(xiàng)新技術(shù),可以讓電池重復(fù)充電數(shù)十萬次性能也不衰減,而現(xiàn)在的話,只要重復(fù)充電數(shù)百次,電池性能便會出現(xiàn)衰減。
發(fā)現(xiàn)超長續(xù)航電池技術(shù)
美國加州大學(xué)歐文分校的科學(xué)家無意中發(fā)現(xiàn)了一種新技術(shù),可以讓電池重復(fù)充電數(shù)十萬次,同時還不會讓電池容量有任何減少。科學(xué)家是在研究如何讓納米線(nanowire)技術(shù)不再像當(dāng)前那么脆弱時,偶然發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)的。研究結(jié)果刊登在美國化學(xué)學(xué)會(ACS)旗下學(xué)術(shù)刊物《能源通信》(EnergyLetters)上。
參與執(zhí)行這項(xiàng)研究的科學(xué)家雷金納德潘納爾(Reginaldpenner)在《赫芬頓郵報》上寫道:我們當(dāng)時并不是為了延長這些電極的循環(huán)壽命我們只是試圖通過用凝膠電解質(zhì)來替換液體電解質(zhì),打造一種固態(tài)版本。
一段時間以來,科學(xué)家就試圖通過挖掘納米線技術(shù)的潛力來改善電池性能。納米線極細(xì)比一根頭發(fā)還細(xì)但卻是留住電荷的絕佳媒介。加州大學(xué)歐文分校的研究人員在論文中寫道:這種納米線用于能量存儲的致命短板就是循環(huán)穩(wěn)定性。盡管存在諸多優(yōu)點(diǎn),但納米線在重復(fù)曝光給電池的充電過程后往往變得十分脆弱。
續(xù)航能力不佳始終是困擾當(dāng)前電池技術(shù)的一大問題。新買的智能手機(jī)充一次電,可以用一整天;但在充電200次以后,那么在晚上外出之前,還要再充一次電;而在充電2000次以后,你最好不要離電源插座太遠(yuǎn)。
新技術(shù)市場潛力巨大
據(jù)《紐約時報》報道,iphone常用的鋰離子電池在重復(fù)充電300到400次以后,性能就會出現(xiàn)衰減,在此之后,充滿一次電,它的電量僅相當(dāng)于新電池的80%。為了提升納米線的強(qiáng)韌度,領(lǐng)導(dǎo)執(zhí)行這項(xiàng)研究的加州大學(xué)歐文分校博士生MyaLeThai在電極外殼上涂了一層金納米線(goldnanowire),接著又用細(xì)細(xì)一層類似樹脂玻璃的凝膠物質(zhì)包裹。
研究人員用新的合成物循環(huán)給電池充電,結(jié)果讓他們大吃一驚。MyaLeThai在一段解釋這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的視頻中說:我們發(fā)現(xiàn),我們可以數(shù)十萬次讓能量穿過這些納米線。潘納爾也在一份聲明中寫道:這簡直太不可思議了,因?yàn)橐话銇碚f,這些東西在重復(fù)充電5000次或6000次、最多7000次以后,就會衰減地特別快。
這究竟是怎么做到的呢?相關(guān)細(xì)節(jié)目前還不太清楚,但研究人員表示凝膠有助于防止納米線在充電時遭到腐蝕。MyaLeThai說:涂了金納米線的電極可以更好地保持原有形狀,因此成為一個更為可靠的選項(xiàng)。
盡管鋰離子電池在重復(fù)充電數(shù)百次以后性能就會出現(xiàn)衰減,但就目前而言,這種電池仍然是唯一一個商業(yè)上可行的選擇。加州大學(xué)歐文分校研究小組只是在測試納米線,而不是在生產(chǎn)準(zhǔn)備上市銷售的納米線電池。不過,該研究小組仍然對這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)的市場前景充滿樂觀。
MyaLeThai表示:這項(xiàng)研究證明,基于納米線的電池電極可以擁有超長使用壽命,而我們也可以將這種電池變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。