科學(xué)家稱，新發(fā)現(xiàn)的材料能夠加快電動(dòng)汽車和太陽能的采用，這種鈮鎢氧化物的廉價(jià)材料可以大幅度提高電池的充電速度，讓電池有望實(shí)現(xiàn)幾分鐘內(nèi)完全充電。

來源：英國(guó)衛(wèi)報(bào)《the guardian》

作者：Layal Liverpool

研究人員表明，最近新發(fā)現(xiàn)的一組材料可以實(shí)現(xiàn)電池快速充電，提高智能手機(jī)在幾分鐘內(nèi)完全充電的可能性，并加速了電動(dòng)汽車和太陽能等主要清潔科技(clean technologies，環(huán)保科技)的投入應(yīng)用。

電池充電的速度部分取決于正電粒子(稱為鋰離子)向負(fù)電極移動(dòng)的速度，正電粒子之后儲(chǔ)存在負(fù)電極處。限制我們制造出快速充電的“超級(jí)”電池的一大因素便是鋰離子在陶瓷介質(zhì)中的移動(dòng)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(zhì)材料。但是納米粒子的造價(jià)非常昂貴并且制作工藝復(fù)雜。因此，科學(xué)家們一直在尋找替代性材料來規(guī)避這一問題。

目前，劍橋大學(xué)的研究人員已識(shí)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(shí)現(xiàn)超高速移動(dòng)，意味著可以實(shí)現(xiàn)電池快速充電。

該研究發(fā)布于《自然》雜志，其第一作者KentGriffith說，“鈮鎢氧化物有著本質(zhì)上的不同。”這種材料于1965年被首次發(fā)現(xiàn)，具有剛性的、開放的結(jié)構(gòu)，并且有著比其他常用電池材料更大的粒子尺寸。

為了測(cè)量鋰離子在這些非同一般的介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)，研究人員使用類似于MRI掃描儀中發(fā)現(xiàn)的技術(shù)。他們發(fā)現(xiàn)，鋰離子在這些材料中的移動(dòng)速度要比傳統(tǒng)陶瓷電極材料快幾百倍。

這些替代材料的另一優(yōu)點(diǎn)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(xué)品或溶劑。”

優(yōu)化的電池可以革新電動(dòng)汽車以及太陽能格網(wǎng)儲(chǔ)存這兩大環(huán)保技術(shù)。

這一研究的署名Clare Grey表示，下一步要做的就是優(yōu)化這一材料在整個(gè)電池中的使用，該電池可以在電動(dòng)汽車所需的時(shí)間和里數(shù)內(nèi)循環(huán)使用。Clare補(bǔ)充道，“舉例來說，人們?cè)谲囌揪湍軐?duì)電動(dòng)公交車進(jìn)行快速充電。”

倫敦大學(xué)學(xué)院電化學(xué)工程教授Dan Brett雖然并未參與這項(xiàng)工作，但是仍然對(duì)這一發(fā)現(xiàn)表示了極大的贊賞，“這一發(fā)現(xiàn)是激動(dòng)人心的，尤其是它對(duì)電池性能所做的改觀”，他說，“這項(xiàng)工作的真正聰明之處還在于可以洞察一種測(cè)量機(jī)制，得以測(cè)量鋰離子通過這一物質(zhì)所達(dá)到的移動(dòng)速度。”

Brett最后補(bǔ)充道：“該技術(shù)還將進(jìn)一步優(yōu)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。”(譯)