@ 2016.04.24 , 09:00

新发现:能用一辈子的电池电极

谁说玩是一种浪费时间的行为呢——加州大学欧文分校(UCI)的研究人员在玩的过程中发现了增强纳米线(可用来制作锂电池)抗张强度的方法,这种方法能让纳米线的抗张强度永久持续。

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多年来,研究人员们一直在想办法将纳米线应用到电池中,因为这种比人类头发还细几千倍的丝具有高导电性,它的接触面积也更大,能够很好地储存并传输电子。

然而,研究人员们面临的问题在于纳米线非常脆,无法承受不断地充电和放电过程。比如,在一个典型的锂电池中,它们会延展并变脆,最终它们会裂开。

加州大学欧文分校的博士候选人Mya Le Thai将一根金纳米线包裹在二氧化锰壳中,并将这样的组装物放在由类似树脂玻璃凝胶的电解液中,解决了纳米线会变脆的问题。其他研究人员们表示,这样的组合极具现实意义,且经得住考验。

这一发现被发表在美国化学协会的Energy Letters上。研究的资深作者Reginald Penner表示,在这一案例中,辛苦的工作与意外的发现最终都获得了回报。

Penner是加州大学欧文分校化学系主任,他在一项声明中表示:“Mya常常四处玩耍,她将金纳米线与二氧化锰的组装物浸在极细的凝胶层中,并开始给它充放电。她发现她可以利用这种凝胶,让纳米线在不失去其任何能力的情况下,充电无数次。这很疯狂,因为电池基本最多只能充电5000、6000或者7000次就不行了。”

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研究人员们认为凝胶能塑化电池中的金属氧化物,同时给予它延展性,避免它碎裂。

Thai是研究的主要作者,她在三个月的时间内给电池充放电20万次,发现电池的储电能力未下降且纳米线未裂开。

研究人员们在他们的研究中表示:“只要将液体电解质替换成凝胶电解质,任何纳米线电容的充放电能力都能从2000-8000次上升至10万多次。”

这意味着计算机、智能手机、家电、汽车和航天器中的商业电池都将能够终生使用。

Thai在一项声明中表示:“有涂层的电容能更好地维持自身形状,让它成为更可靠的选择。此研究证实以纳米线为根基的电池电极可终生使用,我们能让这类电池变为现实。”

本文译自 Computerworld,由译者 肌肉桃 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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