科學家發現鈮鎢氧化物新材料 電池有望幾分鐘內完全充電
時間:2018-08-02 08:57來源:東方網 作者:綜合報道
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研究人員表明，最近新發現的一組材料可以實現電池快速充電，提高智能手機在幾分鐘內完全充電的可能性，并加速了電動汽車和太陽能等主要清潔科技(clean technologies，環保科技)的投入應用。
電池充電的速度部分取決于正電粒子(稱為鋰離子)向負電極移動的速度，正電粒子之后儲存在負電極處。限制我們制造出快速充電的“超級”電池的一大因素便是鋰離子在陶瓷介質中的移動速度。
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材料。但是納米粒子的造價非常昂貴并且制作工藝復雜。因此，科學家們一直在尋找替代性材料來規避這一問題。
目前，劍橋大學的研究人員已識別到一組被稱作是“鈮鎢氧化物”的材料，通過這一材料，鋰離子可以實現超高速移動，意味著可以實現電池快速充電。
該研究發布于《自然》雜志，其第一作者KentGriffith說，“鈮鎢氧化物有著本質上的不同。”這種材料于1965年被首次發現，具有剛性的、開放的結構，并且有著比其他常用電池材料更大的粒子尺寸。
為了測量鋰離子在這些非同一般的介質中的運動，研究人員使用類似于MRI掃描儀中發現的技術。他們發現，鋰離子在這些材料中的移動速度要比傳統陶瓷電極材料快幾百倍。
這些替代材料的另一優點在于便宜且易于制造。Griffith說：“這些氧化物易于制造，不需要額外的化學品或溶劑。”
優化的電池可以革新電動汽車以及太陽能格網儲存這兩大環保技術。
這一研究的署名Clare Grey表示，下一步要做的就是優化這一材料在整個電池中的使用，該電池可以在電動汽車所需的時間和里數內循環使用。Clare補充道，“舉例來說，人們在車站就能對電動公交車進行快速充電。”
倫敦大學學院電化學工程教授Dan Brett雖然并未參與這項工作，但是仍然對這一發現表示了極大的贊賞，“這一發現是激動人心的，尤其是它對電池性能所做的改觀”，他說，“這項工作的真正聰明之處還在于可以洞察一種測量機制，得以測量鋰離子通過這一物質所達到的移動速度。”
Brett最后補充道：“該技術還將進一步優化這些材料，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。”
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