鉅大LARGE | 點擊量：642次 | 2022年01月11日
用瀝青打造新電池？充電速率快10到20倍
據國外媒體報道，美國萊斯大學的科學家表示，使用瀝青或許能使高容量鋰金屬電池的充電速率比商用鋰離子電池快10到20倍。
化學家詹姆斯·托爾(JamesTour)的實驗室采用瀝青中多孔的碳制成陽極，在超過500次充電和放電循環(huán)后依然顯示出異乎尋常的穩(wěn)定性。這種電池每平方厘米的電流密度高達20毫安，表明它在要求高功率密度的快速充電—放電設備中具有不錯的應用前景。這項研究的結果發(fā)表在美國化學學會的《ACSNano》期刊上。
"這些電池的容量很大，但同樣了不起的是，我們可以在5分鐘內從0電量充到滿格，而不是像其他電池那樣要兩小時甚至更長時間，"詹姆斯·托爾說道。此前，托爾的實驗室采用的是一種瀝青衍生物——未處理的天然瀝青(gilsonite)，又稱黑瀝青、硬瀝青——來捕捉天然氣中的溫室氣體。這一次，研究人員將瀝青和具有導電性的石墨烯納米帶(graphenenanoribbons)混合，通過電化學沉積用途將鋰金屬覆蓋在混合物表面。
接下來，研究人員將瀝青制成的陽極和硫化碳陰極組合成完整的電池，進行測試。結果表明，這種電池具有高達每千克1322W的功率密度，和每千克943Wh的能量密度。
測試結果還揭示出該電池另一個顯著的優(yōu)勢：碳能夠減緩鋰離子電池中樹枝狀結晶的出現(xiàn)。這些結晶會侵入電池的電解質中，假如延伸太長，就會導致短路，造成電池失效、著火或爆炸。從瀝青中獲得的碳可以有效阻止任何樹枝狀結晶的形成。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
托爾的實驗室在此前的一個項目中發(fā)現(xiàn)，用石墨烯和碳納米管制成的陽極也能阻止樹枝狀結晶的形成。對此托爾表示，新的材料配方更加簡單。
"雖然前一個電池和現(xiàn)在新電池的容量差不多，都接近鋰金屬的理論極限，但是新電池中來自瀝青的碳每單位面積能吸收更多的鋰金屬，并且在制作上更加方便和低價，"托爾說，"新方法沒有化學氣相沉積的步驟，沒有電子束沉積步驟，而且不要從石墨烯中制取納米管，因此制作過程大大簡化。"
目前，包括TSLA、高通等許多科技公司也在開發(fā)能快速充電的技術。隨著人們對電池的需求越來越高，快速充電已經成為許多人關注的問題。電池性能的提升將大大提高人們工作和生活的效率，想象一下，假如手機和筆記本能像汽車加油相同快速充滿電能，那將帶來怎么樣的改變。
