康奈爾大學(xué)科學(xué)家研制出5分鐘快速充電鋰電池

美國康奈爾大學(xué)新型鋰電池研制成功，該產(chǎn)品在5分鐘內(nèi)即可充滿電，速度遠(yuǎn)超市場同類，而經(jīng)過數(shù)千次充放仍然穩(wěn)定性強(qiáng)，有望解決電動車駕駛者的里程憂慮。相關(guān)研究成果已刊載于最新一期《焦耳》雜志。

鋰離子電池如今廣泛應(yīng)用于電動汽車及智能手機(jī)領(lǐng)域。其優(yōu)點(diǎn)包括輕巧、抗震、環(huán)保，但充電時間較長及承受大功率電涌的能力不足。隨著最新研究成果發(fā)布，科學(xué)家找到了一種獨(dú)特的銦陽極材料，與鋰離子電池內(nèi)的陰極材料實(shí)現(xiàn)良好配合。利用這種材料，他們開發(fā)出了一種充電時間短且能平穩(wěn)釋放電量的電池。

科研團(tuán)隊(duì)解釋道，為了研發(fā)此款電池，他們將重點(diǎn)放在電化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)，找出銦作為快速充電材料的巨大潛能。銦作為軟性元素，被廣泛用于制作觸摸屏顯示器以及太陽能電池板等產(chǎn)品的涂層以及代替鉛的低溫焊料中。

此次研究發(fā)現(xiàn)，銦以電池陽極形式展現(xiàn)出兩種關(guān)鍵特點(diǎn)：低遷移能壘促使離子在固態(tài)環(huán)境下迅速擴(kuò)散；降低與陽極離子的交換電流密度，延緩表面反應(yīng)。這兩方面結(jié)合，對快速充電及長期電力保存至關(guān)重要。

新發(fā)明的關(guān)鍵在于讓金屬離子在電池陽極處自由流動并有序排列，以參與電荷儲存反應(yīng)。每次充電過程中，電極都會保持穩(wěn)定，從而使該款電池能夠經(jīng)受住大量的充放電循環(huán)。

科研人員指出，如將此項(xiàng)技術(shù)與無線感應(yīng)充電公路結(jié)合，有望減小電池體積和成本，使得電動交通更為普及。然而，考慮到銦材質(zhì)較重，他們計劃運(yùn)用人工智能技術(shù)來尋找更合適的電池陽極。