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)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)量和充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)速度限制的方(fang)法(fa)。該(gai)新方(fang)法(fa)不(bu)僅讓充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)量增加了十倍,充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)時間也只需原來的十分之一。據悉,該(gai)項(xiang)研究(jiu)成果對手機(ji)(ji)、Pad、PC等許多電(dian)(dian)(dian)(dian)子產品影響深遠,尤其可以(yi)解決智能手機(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)池續航能力不(bu)足的軟肋,為最終(zhong)用戶提供(gong)更多便捷(jie)。相(xiang)關科(ke)學家表(biao)示,這項(xiang)技術(shu)有(you)望在(zai)三到五年內(nei)在(zai)市場(chang)量售(shou)。
引領電池技術發展方向
美國西北大學(xue)教授Harold Kung與(yu)他的(de)(de)(de)研(yan)究團隊(dui)指出(chu),在充(chong)電效率方面,該技術(shu)的(de)(de)(de)關鍵在于鋰離子在石墨烯層間(jian)的(de)(de)(de)流(liu)動狀態――離子在其中的(de)(de)(de)流(liu)動速度直接影響到(dao)充(chong)電速度的(de)(de)(de)快慢。而為(wei)了加速流(liu)動速度,該團隊(dui)研(yan)究出(chu)改變(bian)石墨烯排列,使(shi)其成為(wei)數百萬個只有10nm~20nm大小的(de)(de)(de)蜂槽型柱狀體,制造出(chu)更適合(he)鋰離子流(liu)動的(de)(de)(de)“快速快捷(jie)方式(shi)”。也因為(wei)如(ru)此,該團隊(dui)實現將原來電池充(chong)電時間(jian)縮短到(dao)1/10的(de)(de)(de)成績(ji)。
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(geng)多,也因此使(shi)因為硅(gui)膨(peng)脹所(suo)造成(cheng)的老問題(ti)獲得解決。如此一來(lai),這顆(ke)使(shi)用新技(ji)術的電(dian)池在完全(quan)充(chong)滿(man)電(dian)之后,使(shi)用時(shi)間將可整(zheng)整(zheng)維持一周。“如今我(wo)們即將在雙方面(mian)都得到最佳表現(xian)。”Kung表示,因為硅(gui)技(ji)術的進步,業界獲得更(geng)高(gao)的蓄電(dian)密度,甚至就算硅(gui)團簇(cu)(Silicon Clusters)分離也不(bu)會造成(cheng)硅(gui)的消(xiao)失。
新技術仍需完善
不過此(ci)技術仍有(you)尚待改進之(zhi)處――新(xin)電(dian)池會(hui)在充電(dian)150次后,效率(lv)急劇(ju)下滑。但(dan)Kung也指(zhi)出增加電(dian)池的充電(dian)保(bao)持(Charge Retention)能力(li)將足以(yi)彌補這樣的缺(que)點,“即使仍維持150次的充電(dian)次數表現,但(dan)壽命(ming)也可達一(yi)年或更(geng)(geng)久,更(geng)(geng)別說電(dian)池在此(ci)之(zhi)后仍擁有(you)現有(you)鋰電(dian)池的五倍效率(lv)”。
另(ling)據悉,雖然該(gai)技術被認為是(shi)電池技術領域的(de)開創性重(zhong)大突破(po),已將蓄(xu)電密度提(ti)高(gao)到了理論極限值的(de)八成左右,在工程上(shang)算是(shi)完美了,但目前該(gai)項目還(huan)需要(yao)大筆投(tou)資來量產。
