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电池界的续航王!新技术充电数十万次性能也不衰减

钜大LARGE  |  点击量:955次  |  2020年07月13日  

据美国《基督教科学箴言报》网络版报道,美国科学家已经发现了一项新技术,可以让电池重复充电数十万次性能也不衰减,而现在的话,只要重复充电数百次,电池性能便会出现衰减。


发现超长续航电池技术


美国加州大学欧文分校的科学家无意中发现了一种新技术,可以让电池重复充电数十万次,同时还不会让电池容量有任何减少。科学家是在研究如何让纳米线(nanowire)技术不再像当前那么脆弱时,偶然发现这项技术的。研究结果刊登在美国化学学会(ACS)旗下学术刊物《能源通信》(EnergyLetters)上。


参与执行这项研究的科学家雷金纳德潘纳尔(Reginaldpenner)在《赫芬顿邮报》上写道:我们当时并不是为了延长这些电极的循环寿命我们只是试图通过用凝胶电解质来替换液体电解质,打造一种固态版本。


一段时间以来,科学家就试图通过挖掘纳米线技术的潜力来改善电池性能。纳米线极细比一根头发还细但却是留住电荷的绝佳媒介。加州大学欧文分校的研究人员在论文中写道:这种纳米线用于能量存储的致命短板就是循环稳定性。尽管存在诸多优点,但纳米线在重复曝光给电池的充电过程后往往变得十分脆弱。


续航能力不佳始终是困扰当前电池技术的一大问题。新买的智能手机充一次电,可以用一整天;但在充电200次以后,那么在晚上外出之前,还要再充一次电;而在充电2000次以后,你最好不要离电源插座太远。


新技术市场潜力巨大


据《纽约时报》报道,iphone常用的锂离子电池在重复充电300到400次以后,性能就会出现衰减,在此之后,充满一次电,它的电量仅相当于新电池的80%。为了提升纳米线的强韧度,领导执行这项研究的加州大学欧文分校博士生MyaLeThai在电极外壳上涂了一层金纳米线(goldnanowire),接着又用细细一层类似树脂玻璃的凝胶物质包裹。


研究人员用新的合成物循环给电池充电,结果让他们大吃一惊。MyaLeThai在一段解释这项实验的视频中说:我们发现,我们可以数十万次让能量穿过这些纳米线。潘纳尔也在一份声明中写道:这简直太不可思议了,因为一般来说,这些东西在重复充电5000次或6000次、最多7000次以后,就会衰减地特别快。


这究竟是怎么做到的呢?相关细节目前还不太清楚,但研究人员表示凝胶有助于防止纳米线在充电时遭到腐蚀。MyaLeThai说:涂了金纳米线的电极可以更好地保持原有形状,因此成为一个更为可靠的选项。


尽管锂离子电池在重复充电数百次以后性能就会出现衰减,但就目前而言,这种电池仍然是唯一一个商业上可行的选择。加州大学欧文分校研究小组只是在测试纳米线,而不是在生产准备上市销售的纳米线电池。不过,该研究小组仍然对这项发现的市场前景充满乐观。


MyaLeThai表示:这项研究证明,基于纳米线的电池电极可以拥有超长使用寿命,而我们也可以将这种电池变为现实。


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