新技術突破鋰離子電池充電量和充電速度限制
近期,美國西北大(da)學的研究團隊表示(shi)(shi),已經找(zhao)到了(le)突破目前鋰(li)離子電(dian)(dian)池(chi)(chi)充(chong)電(dian)(dian)量和充(chong)電(dian)(dian)速(su)度(du)限制的方法。該新方法不僅讓充(chong)電(dian)(dian)量增加了(le)十倍,充(chong)電(dian)(dian)時間也只需原來的十分之(zhi)一。據悉(xi),該項研究成果對手機(ji)、Pad、PC等許多電(dian)(dian)子產品影響深遠,尤其可(ke)以解決智能(neng)手機(ji)電(dian)(dian)池(chi)(chi)續航(hang)能(neng)力不足的軟肋,為(wei)最終用戶(hu)提供更多便捷。相關科學家表示(shi)(shi),這項技術有(you)望在(zai)三到五年(nian)內(nei)在(zai)市場(chang)量售(shou)。
引(yin)領電池技術發展方(fang)向(xiang)
美國西北大學教授Harold Kung與他的研究團隊指出,在充電效率方面,該技術的關鍵在于鋰離子在石墨烯層間的流動狀態離子在其中的流動速度直接影響到充電器速度的(de)快(kuai)慢。而(er)為了(le)加速流(liu)動速度,該團(tuan)隊研究(jiu)出改變石墨烯排(pai)列,使其成(cheng)為數百萬個只有10nm~20nm大(da)小的(de)蜂槽型(xing)柱狀體,制造出更適合鋰離子(zi)流(liu)動的(de)“快(kuai)速快(kuai)捷(jie)方(fang)式”。也因為如(ru)此,該團(tuan)隊實現(xian)將原來(lai)電(dian)池(chi)充電(dian)時間縮短到1/10的(de)成(cheng)績。
在(zai)充(chong)電(dian)(dian)容(rong)量(liang)方面(mian),該團隊(dui)研究將小群的(de)硅(gui)(gui)(Silicon)置入(ru)石(shi)(shi)墨(mo)烯層之(zhi)間,達成(cheng)提升電(dian)(dian)池(chi)內部鋰離子的(de)密(mi)度的(de)效果。歸功于(yu)石(shi)(shi)墨(mo)烯所提供高延(yan)展特性(xing),這樣的(de)技術(shu)突(tu)破也使(shi)聚集在(zai)電(dian)(dian)極附近鋰離子更(geng)多(duo),也因此使(shi)因為(wei)硅(gui)(gui)膨(peng)脹所造成(cheng)的(de)老問題獲得解決。如此一來,這顆使(shi)用(yong)(yong)新技術(shu)的(de)電(dian)(dian)池(chi)在(zai)完(wan)全充(chong)滿電(dian)(dian)之(zhi)后,使(shi)用(yong)(yong)時間將可(ke)整整維持一周。“如今(jin)我們即將在(zai)雙方面(mian)都得到最佳(jia)表現。”Kung表示,因為(wei)硅(gui)(gui)技術(shu)的(de)進步,業界獲得更(geng)高的(de)蓄電(dian)(dian)密(mi)度,甚(shen)至(zhi)就算硅(gui)(gui)團簇(Silicon Clusters)分離也不會造成(cheng)硅(gui)(gui)的(de)消失(shi)。
新技術仍需完善
不過此技術仍(reng)有(you)尚待改(gai)進(jin)之處新電池會在充(chong)電150次后,效(xiao)率急(ji)劇(ju)下滑。但Kung也指(zhi)出增加電池的(de)充(chong)電保(bao)持(Charge Retention)能(neng)力將足以彌補(bu)這(zhe)樣的(de)缺點,“即使仍(reng)維持150次的(de)充(chong)電次數表現,但壽命也可(ke)達一年(nian)或更久,更別(bie)說電池在此之后仍(reng)擁有(you)現有(you)鋰電池的(de)五倍效(xiao)率”。
另據(ju)悉,雖然該技術(shu)被(bei)認(ren)為是(shi)電(dian)池技術(shu)領域的開創性重(zhong)大(da)(da)突破,已將(jiang)蓄電(dian)密(mi)度提高到了理論極限值(zhi)的八成左右(you),在(zai)工程(cheng)上算是(shi)完美(mei)了,但目(mu)前(qian)該項目(mu)還需要大(da)(da)筆投資(zi)來量(liang)產。