麻省理工学院开发新材料 使电池更强劲、充电更快
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据外媒报道,麻省理工学院(MIT)的研究人员开发了一种新材料,据称有助于加快电池的充电速度。
(图片来源:麻省理工学院)
提高电池的效率,有助于实现更环保的绿色未来。然而,目前的先进电池技术存在若干缺陷,如充电时间较长。麻省理工学院的研究人员指出,另一挑战是在电池设计过程中将高充电容量与“电容器的长循环寿命”结合起来。
作为目前广泛使用的电化学设备,锂离子电池具有高充电容量,但在充电时间方面存在不足。研究人员尝试加入大量低成本有机材料的设计,以替代锂离子电池。结果发现,电池的导电性降低了。至于其他模块化设计方法,将锂离子电池和电容器结合在特定设备中,则过于复杂且昂贵。MIT研究人员Tianyang Chen表示,由于这些问题,“很有必要开发电极材料,将锂离子电池的高充电容量,以及电容器的快速充电和长循环寿命结合在一起。”
该团队提出了一种有机材料组合,可用于电池正极(在电池放电过程中存储锂的电极)。以前有人尝试过使用有机材料,但未取得成功,因为这些材料会溶解在电池的电解液中。Chen表示:“通过聚合和用不溶性掺混剂来合成有机分子等策略,可以限制电极溶解。但是,设计本身具有不溶性但仍能快速传输和存储电荷的有机材料,具有一定的困难。”
然而,在MIT实验室里创造的材料能够保持稳定。Chen表示,“研究人员报告了双-四氨基对苯醌及其聚合物类似物聚(双-四氨基对苯醌)作为赝电容性能有机材料”,可用于电能存储装置,而这些装置“在高充放电速率下,表现出高电荷存储容量”。
这种有机材料能够存储310毫安时的电荷,大约是目前锂离子电池正极容量的两倍。使用这些材料,电池的充电时间可缩短至33秒。
研究人员表示,使用丰富的镁离子或钠离子,而不是供应有限的锂,可以更低的成本产生优化效果。
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