加州大学欧文分校学生发明了可以用400年的充电电池

声明:可以用400年,指的是可以反复充电400年不坏,而不是一次充电,用400年。本文转载自学校网站,内容如下:

 加州大学欧文分校的研究人员发明了基于纳米线的电池材料,可以充电数十万次,使我们更接近一种永远不需要更换的电池。这项突破性的工作可能会导致商用电池大大延长计算机,智能手机,电器,汽车和航天器的使用寿命。

长期以来,科学家们一直在寻求在电池中使用纳米线。它们比人类头发细数千倍,具有高导电性,并具有用于存储和转移电子的大表面积。然而,这些细丝非常脆弱,不能很好地承受反复放电和充电或循环。在典型的锂离子电池中,它们会膨胀并变脆,从而导致开裂。

UCI研究人员通过在二氧化锰壳中涂覆金纳米线并将组件包裹在由Plexiglas状凝胶制成的电解质中来解决这个问题。该组合可靠且抗故障。

研究负责人,UCI博士候选人Mya Le Thai在三个月内将测试电极循环多达200,000次,没有检测到任何容量或功率损失,也没有破裂任何纳米线。研究结果今天发表在美国化学学会的能源快报上。

在这种情况下,辛勤工作与偶然性相结合得到了回报,根据资深作者雷金纳德·彭纳的说法。

“Mya在玩,她用非常薄的凝胶层涂上整个东西并开始循环,”UCI化学系主任Penner说。“她发现,只要使用这种凝胶,她就可以循环数十万次而不会失去任何容量。

“这太疯狂了,”他补充说,“因为这些东西通常会在最多5000、6000或7000个周期后以戏剧性的方式死亡。

研究人员认为,粘液使电池中的金属氧化物塑化,并赋予其灵活性,防止开裂。

“涂层电极可以更好地保持其形状,使其成为更可靠的选择,”泰说。“这项研究证明,基于纳米线的电池电极可以具有很长的使用寿命,我们可以使这些电池成为现实。

该研究是与马里兰大学电能存储能源前沿研究中心的纳米结构协调进行的,由美国能源部基础能源科学部资助。

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