突破性技術:可將鋰電池充電效率與容量提升十倍
近期,美國西北大學的研究團隊表示,已經找到了突破目前鋰離子電池充(chong)電量和充(chong)電速(su)度限制(zhi)的方法。該(gai)新(xin)方法不僅讓充(chong)電量增加(jia)了十倍,充(chong)電時間也(ye)只需原來的十分之一。據悉,該(gai)項研究成果對(dui)手機(ji)、Pad、PC等許多(duo)電子(zi)產品影響(xiang)深遠(yuan),尤(you)其可以(yi)解決智能手機(ji)電池(chi)續航能力不足的軟肋,為最終用戶提供更多(duo)便捷。相關科(ke)學家表示(shi),這項技術(shu)有(you)望在(zai)三(san)到五年內在(zai)市場量售。
引領電池技術發展方向
美國(guo)西(xi)北(bei)大(da)學教授Harold Kung與(yu)他的研(yan)究團(tuan)隊指出,在(zai)充電效(xiao)率方(fang)面,該(gai)技(ji)術的關鍵在(zai)于鋰離子(zi)在(zai)石墨(mo)烯層間的流(liu)(liu)(liu)動狀態――離子(zi)在(zai)其中的流(liu)(liu)(liu)動速度直接影響到(dao)充電速度的快慢。而為(wei)了(le)加速流(liu)(liu)(liu)動速度,該(gai)團(tuan)隊研(yan)究出改變石墨(mo)烯排列,使其成為(wei)數百(bai)萬(wan)個只有10nm~20nm大(da)小的蜂槽型柱狀體,制(zhi)造出更適合鋰離子(zi)流(liu)(liu)(liu)動的“快速快捷方(fang)式”。也因為(wei)如此,該(gai)團(tuan)隊實現將(jiang)原來電池充電時間縮短到(dao)1/10的成績。
在充電容量方面,該團隊研究將小群的硅(Silicon)置入石墨烯層之間,達成提升電池內部鋰離子的密度的效果。歸功于石墨烯所提供高延展特性,這樣的技術突破也使聚集在電極附近鋰離子更多,也因(yin)此使(shi)因(yin)為硅膨脹所造成(cheng)的(de)(de)老(lao)問(wen)題獲得解決。如(ru)此一(yi)(yi)來(lai),這顆使(shi)用新技術的(de)(de)電(dian)池在(zai)完全充滿電(dian)之后,使(shi)用時間將(jiang)(jiang)可整(zheng)整(zheng)維持一(yi)(yi)周。“如(ru)今我們即將(jiang)(jiang)在(zai)雙方(fang)面都得到最(zui)佳(jia)表(biao)現。”Kung表(biao)示,因(yin)為硅技術的(de)(de)進步,業界獲得更高的(de)(de)蓄電(dian)密(mi)度,甚至就(jiu)算硅團簇(cu)(Silicon Clusters)分離也不會造成(cheng)硅的(de)(de)消(xiao)失。
新技術仍需完善
不過此技術仍(reng)有(you)(you)(you)尚待改進之處――新電(dian)池(chi)(chi)會在充(chong)電(dian)150次后,效率急劇下滑。但(dan)Kung也(ye)指出增(zeng)加電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)充(chong)電(dian)保持(Charge Retention)能力(li)將(jiang)足以(yi)彌補(bu)這(zhe)樣的(de)(de)缺點(dian),“即(ji)使仍(reng)維(wei)持150次的(de)(de)充(chong)電(dian)次數(shu)表現,但(dan)壽命也(ye)可達一年(nian)或(huo)更久,更別說電(dian)池(chi)(chi)在此之后仍(reng)擁(yong)有(you)(you)(you)現有(you)(you)(you)鋰電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)五倍效率”。
另據悉,雖然該技術被認為(wei)是電池技術領域的開創性(xing)重大突破,已將蓄電密度提高到了(le)理論極限(xian)值的八成(cheng)左(zuo)右,在工程上算是完(wan)美了(le),但(dan)目前該項目還(huan)需要大筆投資來量(liang)產。
