美國研發更輕、充電速度更快的電池 可用於太空車和電動汽車

圖片來源：克萊姆森大學

研究人員表示：“大多數衛星都從太陽獲取能量，但是衛星必須能夠存儲能量，以備其處於地球陰影下時可以使用此類能量。我們必須要讓電池盡可能輕，因為衛星越重，成本也越高。”

圖片來源：克萊姆森大學

研究人員表示，為了理解其獲得的突破，人們可以將鋰離子電池的石墨陽極想象成一副牌，每張牌代表一層石墨，用於存儲電荷。問題在於，石墨並不能存儲太多電荷。克萊姆森大學研究小組選擇了矽，因為矽能夠存儲更多電荷，即更輕的電池可以存儲更多的能量。雖然科學家們長期以來一直認同矽具有高容量電存儲能力，但是此種材料在充放電時會分裂成更小的碎片。於是，該團隊提出一個解決方案，利用微小的“納米”矽顆粒，增加其穩定性，讓其擁有更長的循環壽命。即不是由石墨組成一副牌，新電池采用一層層稱為巴克紙的碳納米管材料，其中夾有矽納米顆粒。采用此種內部封裝法，即使矽顆粒分裂，仍然還在夾層裏面。

研究人員表示：“此類獨立的碳納米管薄片讓矽納米顆粒彼此通電相連，納米管會形成准3D結構，即使在500次充放電循環後，仍然讓矽納米顆粒固定在一起，而且可以減小納米顆粒破裂時產生的電阻。”

采用矽和其他納米材料制成的電池不僅容量得到增加，還能夠以更高的電流給電池充電，從而加快充電速度。此外，因為新電池采用納米管作為緩沖機制，新電池的充電速度得以比目前快4倍。

更輕、充電速度更快、效率大大提高的電池不僅對於穿著由電池驅動的航空服的宇航員而言是件好事，對於需要將宇航員送到目的地的科學家和工程師而言，也是件好事。

研究人員還表示，此類新電池很快也可以應用到電動汽車上。下一步，研究人員想要與工業夥伴合作，將此種在實驗室中實現的技術轉化為可以進入市場的技術。

文章來源：蓋世汽車