美發(fā)明出能讓移動(dòng)設(shè)備10分鐘充滿電的新型鋰離子電池

美國加利福尼亞大學(xué)里弗賽德分校伯恩斯工程學(xué)院的研究人員研發(fā)出一種鋰離子電池正極的新結(jié)構(gòu)，能讓移動(dòng)電子設(shè)備在10分鐘內(nèi)充滿電，而不是目前的幾個(gè)小時(shí)。這種鋰電池的正極是一個(gè)三維的簇結(jié)構(gòu)，由覆蓋硅涂層的錐形碳納米管聚合而成。

鋰離子電池是移動(dòng)電子設(shè)備和電動(dòng)汽車所用充電電池的首選。但這種電池也存在缺陷。電動(dòng)汽車中的電池占了汽車自重的很大一塊，而移動(dòng)電子設(shè)備中的電池尺寸也限制了電子產(chǎn)品的“瘦身”趨勢(shì)。

作為一種電池正極材料，硅元素目前受到很多的關(guān)注。如果將鋰離子電池中常用的石墨正極換成硅正極的話，電池總電量有可能增加63%，而電池的重量和大小都可減少40%左右。

《斯馬爾》雜志最近發(fā)表的一篇論文說，通過化學(xué)氣相沉積法和電感耦合等離子體處理法，加利福尼亞大學(xué)里弗賽德分校研究人員研發(fā)出一種新型的鋰離子電池正極結(jié)構(gòu)，即由覆蓋硅涂層的錐形碳納米管聚合而成的三維簇結(jié)構(gòu)。

基于這種新結(jié)構(gòu)造出的鋰離子電池展現(xiàn)出很強(qiáng)的充放電性和卓越的循環(huán)穩(wěn)定性，即使在高強(qiáng)度充放電情況下也是如此。與常用的石墨基正電極相比，其充電速度要快上將近16倍。

該電池之所以具備超快的充放電速度，原因可能有兩點(diǎn)：表面覆蓋石墨烯的銅箔和碳納米管無縫相連，加強(qiáng)了活性物質(zhì)與集流體的充分接觸，從而為電極系統(tǒng)的電荷與熱力轉(zhuǎn)移提供了便利；錐形結(jié)構(gòu)為電解質(zhì)加速進(jìn)出電極提供了互相貫穿的狹小通道，這可能增強(qiáng)了電池充放電的表現(xiàn)。