「新材料将助力造出更高功率电池,充电只需几分钟·谈资」8月6日
一项来自剑桥大学科学家的研究:在未来,给锂离子电池充电过将程缩短至几分钟。
这项研究表明,铌钨氧化物可作为锂离子电池的正极,使锂离子电池具有更高功率和更快充电速度。新型电池可以适配更多新的设备,如电动车、可再生能源的电网级存储等。
科学家发现锂离子在铌钨氧化物中比之前材料中运动快几百倍。这表明,铌钨氧化物可以助力未来制造更高功率和更快充电的电池。
“我们对这种材料最惊讶的地方在于,在这些微米尺度的粒子中,电荷运动速率和扩散速率竟达到如此之快,”Griffith 说,“这些材料可以在几分钟内完成充电过程。”但他也提到,想要制造出商业电池仍还需要大量工作。
研究者也指出,铌钨氧化物除了可以帮助制造更高功率的电池,还可以降低电池的电压。虽然能量可以快速地进出这些铌钨氧化物,但与传统的阳极材料相比,新电池涉及每单位时间更少的能量。
低电池电压可以让电池更安全。例如,大多数锂电池含有石墨阳极。石墨的电属性导致更高的电池电压,但也在高速充电过程中形成细长的锂金属纤维,即树枝晶。这些树枝晶科导致短路,并进一步引起电池着火和爆炸。“因此,需要使用电压较低的电池,如我们的电池,用于高速充电电池。”Griffith 说。新材料可能存在的问题是,铌和钨都是比较重的原子,导致电池比较重。但 Griffith 认为,铌钨氧化物可存储常规锂电池电极两倍的电量。此外,铌钨氧化物的电极不需要制成纳米颗粒,因此也降低了新电池的成本。
科学家表示,“我们对未来发现其他类似性质的材料感到乐观。”