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跟記憶效應說再見 新型電池技術讓電池不再越用越小

2016-04-29

  據報道,美國科學家已經發現了一項新技術,可以讓電池重復充電數十萬次性能也不衰減,相比之下,現在的電池只要重復充電數百次,性能便會出現衰減。

  發現超長續航電池技術

  美國加州大學歐文分校的科學家無意中發現了一種新技術,可以讓電池重復充電數十萬次,同時還不會讓電池容量有任何減少。

  新型電池可不受記憶效應的限制

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  科學家是在研究如何讓納米線(nanowire)技術不再像當前那么脆弱時,偶然發現這項技術的。研究結果刊登在美國化學學會(ACS)旗下學術刊物《能源通信》(Energy Letters)上。

  參與實施這項研究的科學家雷金納德·潘納爾(Reginald Penner)在《赫芬頓郵報》上寫道:“我們當時并不是為了延長這些電極的循環壽命——我們只是試圖通過用凝膠電解質來替換液體電解質,打造一種固態版本。”

  一段時間以來,科學家就試圖通過挖掘納米線技術的潛力來改善電池性能。納米線極細——比一根頭發還細——但卻是留住電荷的絕佳媒介。

  加州大學歐文分校的研究人員在論文中寫道:“這種納米線用于能量存儲的致命短板就是循環穩定性。”盡管存在諸多優點,但納米線在重復曝光給電池的充電過程后往往變得十分脆弱。

  續航能力不佳始終是困擾當前電池技術的一大問題。新買的智能手機充一次電,可以用一整天;但在充電200次以后,那么在晚上外出之前,還需要再充一次電;而在充電2000次以后,你最好不要離電源插座太遠。

  新技術市場潛力巨大

  據《紐約時報》報道,iPhone常用的鋰離子電池在重復充電300到400次以后,性能就會出現衰減,在此之后,充滿一次電,它的電量僅相當于新電池的80%。

  為了提升納米線的強韌度,領導實施這項研究的加州大學歐文分校博士生Mya Le Thai在電極外殼上涂了一層金納米線(gold nanowire),接著又用細細一層類似樹脂玻璃的凝膠物質包裹。

  研究人員用新的合成物循環給電池充電,結果讓他們大吃一驚。Mya Le Thai在一段解釋這項實驗的視頻中說:“我們發現,我們可以數十萬次讓能量穿過這些納米線。”

  潘納爾也在一份聲明中寫道:“這太不可思議了,因為一般來說,這些東西在重復充電5000次或6000次、最多7000次以后,就會衰減地特別快。”

  這究竟是怎么做到的呢?相關細節目前還不太清楚,但研究人員表示凝膠有助于避免納米線在充電時遭到腐蝕。

  Mya Le Thai說:“涂了金納米線的電極可以更好地保持原有形狀,因此成為一個更為可靠的選項。”

  盡管鋰離子電池在重復充電數百次以后性能就會出現衰減,但就目前而言,這種電池仍然是唯一一個商業上可行的選擇。

  加州大學歐文分校研究小組只是在測試納米線,而不是在生產準備上市銷售的納米線電池。不過,該研究小組仍然對這項發現的市場前景充滿樂觀。

  Mya Le Thai表示:“這項研究證明,基于納米線的電池電極可以擁有超長使用壽命,而我們也可以將這種電池變為現實。”


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