充电不用5分钟 新型秒充锂电池技术诞生

想象过手机厂商吹嘘的“秒充”变成现实吗？插好数据线，然后几秒钟后，拔掉。什么共享充电宝、什么移动电源的市场空间就不复存在了。

美国德雷塞尔大学（DrexelUniversity）的材料科学与工程学专业的研究员们与法国、以色列研究人员共同设计了一种新型锂电池电极，或许有可能将手机、电动车充电这件事情缩短至秒级。

新款锂电池的电极采用了一款名为MXene的二维材料，导电性超高，单从汽车行业而言，新电极或将解决长久以来一直困扰电动车的充电难题，未来锂电池的充放电耗时将仅需数秒，且所储存的电能要远高于常规的超级电容器。

该项目研究员宣称，他们在试验中抽取了薄薄的一层MXene电极，用于演示充电速率，整个充电过程只需数十毫秒。

MXene并不是一种新鲜的材料，它于2011年被德雷塞尔大学材料科学与工程系的研究人员所发现，是一款扁平的纳米材料，其外观酷似三明治，由氧化物与导电的碳及金属填充物构成，而氧化物相当于三明治中的面包，将填充物夹在中间。

在该材料制造过程中，研究人员采用层压法来制作MXene。不妨想象下桶装薯片的样子，该材质的各层材料就是如此堆叠而成的。

尽管MXene的导电性相当出色，但其结构依然不利于锂离子在电池内的扩散。对于锂电池的储能而言，锂离子留在氧化还原活性位置（redoxactivesites），这类位置的数量越多，电池保有的电量就越大，寿命就越长。重要的是，电池还使锂离子能够自由移动，否则其无法到达氧化还原活性位置。

为使MXene的锂离子能自由移动，研究人员对其结构进行了一定的调整。研究人员将MXene与水凝胶（hydrogel）相混合，改变了其结构，使锂离子能自由移动。

YuryGogotsi表示：“理想的电极架构是多通道结构（multi-lane），像多车道高速公路一样，以便锂离子高速移动。研究团队研发的大孔隙电极设计恰好实现了该目标，使充电过程短短数秒内完成。”