化学家破解铅酸电池电流之谜

二氧化铅本质上是一种绝缘体，具有微小的电子带隙，但会不可避免地变成电子富集状态，这是由于晶格缺氧，使这种材料从绝缘体变成金属导体。

化学家已破解150年的奥秘，就是什么赋予铅酸电池独特性能，使它能产生浪涌电流，这种电池见于大多数汽车的引擎盖下。

铅酸电池能够产生非常大的电流，这是启动汽车发动机所需要的，这样的电流源自极高导电性的电池负极材料，就是二氧化铅。然而，虽然这种类型的电池发明于1859年，但是，到现在为止，二氧化铅高导电性的根本原因仍然困惑着科学家们。

有一组研究人员，来自英国牛津大学(OxfordUniversity)，巴斯大学(UniversityofBath)，都柏林三一学院(TrinityCollegeDublin)和国际卫星电离层研究中心(ISIS：InternationalSatellitesforIonosphericStudies)中子散裂源(neutronspallationsource)，他们首次解释了二氧化铅高导电性的根本原因。

已经报道过这一研究，发表在最近一期的《物理评论快报》(PhysicalReviewLetters)上。

铅酸蓄电池具有独特性能，产生的浪涌电流超过100安培，可以转动汽车起动电机，关键是因为，事实上，二氧化铅储存化学能量，在电池负极具有很高的导电性，从而会产生大量电流，满足需求，鲁斯•艾格戴尔(RussEgdell)说，他是牛津大学化学系教授，也是这篇论文的作者。

然而，二氧化铅导电性的根源，仍然存在争议。其他氧化物具有相同的结构，如二氧化钛，但却是电绝缘体。

通过结合计算化学和中子衍射(neutrondiffraction)，这一小组证明，二氧化铅本质上是一种绝缘体，具有微小的电子带隙(bandgap)，但不可避免地变成电子富集状态，这是由于晶格缺氧，使这种材料从绝缘体变成金属导体。

研究人员认为，这些见解可开辟新的途径，以选择改进材料，用于现代电池技术。

艾格戴尔教授说：这项研究表现出活力，他们结合了预测材料建模与最先进的实验测量。