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高能鋰電池讓生活更輕松

發布時間:2017-09-26作者:來源:洛陽市冠奇工貿有限責任公司點擊:874字號:

  盡管筆記本電腦和其他電子裝置的研制在這些年來取得了長足的進步,但是為計算機提供電力的電池卻一直沒有什么改觀。如今,納米技術的一項新進展有望改變這一切。研究人員報告說,由微小的硅晶須制成的鋰離子電池能夠儲存相當于傳統充電電池10倍的電量。原則上,這項新技術能夠讓筆記本電腦連續運行幾天時間;在一次充電后,能夠使電動車行駛數百公里,但是這一技術在走向市場之前,還需要克服一些關鍵的屏障。

  這項技術的重點在于增加了電池正電子電極——陽極——所能攜帶的電子。當一個電池進行充電時,一個帶正電荷的鋰離子能夠奪取由電源提供的一個電子,并且向陽極轉移。當電池放電時,鋰離子便會放棄這些額外的電子,向與電池相連的設備提供電力,同時這些鋰離子也會通過一種傳導凝膠向陰極——負電子電極——轉移。目前的陽極是由碳原子層構成的,大約每6個碳原子能夠與1個鋰離子結合。而硅卻有可能做得更好——每1個硅原子能夠與4個鋰離子結合。但是當研究人員用硅薄膜或顆粒制成陽極時,大量旋離的鋰原子會摧毀這些硅,同時使其與下面的金屬基片分離,最終降低了電池的功效。

  美國斯坦福大學材料科學家YiCui和同事研究發現,用晶須一樣的硅絲制成的陽極卻能夠有出色的表現。利用一項一流技術,研究人員在一個不銹鋼基片上直接黏合了一層硅納米絲。他們隨后加載了一種普通電解液和頂部電極,并通過一系列測試評估這種電池的功效。結果顯示,碳納米絲依然會膨脹和收縮,但它們不會從基片上脫離。Cui指出,這項技術的關鍵在于,納米絲的形狀保證了硅原子的點陣能夠穿過晶須而呈放射狀的膨脹與收縮,從而減輕了由此積聚的張力,最終使得硅納米絲能夠牢固地黏附在金屬基片上。在此基礎上,Cui的研究小組發現,與傳統的石墨陽極相比,他們研制的陽極材料能夠捕獲到前者10倍的電荷。Cui和他的研究小組在最近的英國《好用嗎抗痘祛痘產品哪種好補水產品排行榜自然—納米技術》雜志網絡版上報告了這一研究成果。

  美國劍橋市麻省理工學院的材料科學家、電池專家GerbrandCeder認為:“這項工作很好地證明了這一理論?!盋eder指出,制造能夠捕獲10倍電荷的鋰離子電池同時還需要一個能夠捕獲10倍電荷的陰極。他強調,合并一個硅納米絲陽極能夠使電池制造商減少陽極的重量和體積,從而在電池中增加更多的陰極材料,這將極大推動鋰電池的發展。這一切可能會讓我們的生活變得更為輕松。


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