美國(guó)高校研發(fā)出鋰電池“完美替代者”
2016年12月09日 8:45 3253次瀏覽 來(lái)源： 中科院 分類： 新材料前沿
據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，目前佛羅里達(dá)中央大學(xué)(UCF)的科學(xué)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)研發(fā)出能夠存儲(chǔ)更多能量的“超級(jí)電池”。
傳統(tǒng)的鋰電池充電 1500 次之后性能就開(kāi)始有不同程度的衰減，而這種超級(jí)電容器能夠連續(xù)使用 3 萬(wàn)次性能都不會(huì)下降。
“只要用這種超級(jí)電容器換掉你手機(jī)里的電池，然后再給你的手機(jī)充上幾秒鐘電，接下來(lái)你一個(gè)星期內(nèi)都不必再給手機(jī)充電了。” 研究人員之一的 Nitin Choudhary 博士介紹。
有智能手機(jī)的人一般都會(huì)遇到的這樣的問(wèn)題：在電池使用大約 18 個(gè)月左右，給手機(jī)充一次電能維持的時(shí)間開(kāi)始變得越來(lái)越短。這說(shuō)明電池儲(chǔ)存電的能力下降了。
科學(xué)家們一直在研究如何利用納米材料來(lái)提高電池的電容量，希望開(kāi)發(fā)出更強(qiáng)大的超級(jí)電容器來(lái)更換我們現(xiàn)階段使用的蓄電池。
早先已經(jīng)證實(shí)，二維材料具有很強(qiáng)的儲(chǔ)電性能，雖然以往也有人試圖向二維材料中加入石墨配方，但效果并不理想。而佛羅里達(dá)中央大學(xué)的研究人員選擇將一種新發(fā)明的二維材料應(yīng)用到電容器中。
“現(xiàn)在的大多數(shù)研究人員在面臨將二維材料與當(dāng)前電容系統(tǒng)結(jié)合時(shí)遇到了困難，這也一直是我們行業(yè)的瓶頸。我們團(tuán)隊(duì)使用了一種簡(jiǎn)單易行的化學(xué)合成方法，能夠很好地將兩者結(jié)合起來(lái)。“ 首席研究員 Yeonwoong Jung 表示。
該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的超級(jí)電容器由幾百萬(wàn)條長(zhǎng)度僅為幾納米的電線組成，每條電線都被二維材料包裹著。超高的導(dǎo)電性能可以加快電子運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)移的速度，使電池能夠超快速地進(jìn)行充電、放電。“對(duì)于小型設(shè)備，我們的材料在能量密度、功率密度和穩(wěn)定性上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。”Jung 介紹。未來(lái)，電動(dòng)汽車等設(shè)備也能夠使用這種新型電容器。因?yàn)樗娜犴g性極好，可以彎曲，因此還能與可穿戴設(shè)備結(jié)合。
當(dāng)然，佛羅里達(dá)中央大學(xué)的團(tuán)隊(duì)還指出，現(xiàn)在離實(shí)現(xiàn)超級(jí)電池的商業(yè)化量產(chǎn)還有一段時(shí)間，這款產(chǎn)品更多的是帶給電池技術(shù)研發(fā)一些新的啟示。
注：二維材料是指在一個(gè)維度上維 持納米尺度,電子只能在另兩個(gè)非納 米尺度上自由運(yùn)動(dòng)的材料.
責(zé)任編輯：陳巖
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