全新纳米材质可使锂电池充放电次数提高5倍

科学家研发出一种可以材料，可以让目前的锂电池容量提升两倍同时充放电次数提高 5 倍以上。    当前，多家企业宣称的可以扩充锂电池容量、降低成本的技术都存在一些致命的问题。锂电池的寿命普遍不长，充电多次之后就失效，这对于需要长时间、上千次充电的电动汽车来说成本过高，不实用。斯坦福大学的研究者最近研发出神奇的纳米材质电池，可以大幅度提高锂电池的充放电次数，即使对于电池使用次数有严格要求的企业，也可以满足其需求。    这一研究团队此前可以将锂-硫电池充放电次数提高到 150 次，这次斯坦福大学的研究者将锂电池充放电次数提高到了 1000 次以上。这样的充放电次数，完全可以满足电动汽车四五年使用需求。据该研究项目的负责人崔屹教授说，商用版的电池容量也讲提高接近一倍，充放电 500 次之后锂电池有效容量为 81% ，充放电 1000 次之后，锂电池有效容量为 67% 。崔屹说这种纳米材质可以通过非常简单的方法制得，所以具备量产能力。    这种纳米材质解决了之前锂-硫电池的两个问题。当电池放电时，硫与锂结合生成硫锂化合物；电池充电时，硫从化合物中分离。但是这种化学反应并不直接，在这一过程中，会产生一种叫做多硫化物的化合物作为反应媒介。如果多硫化物与电极脱离，就不能完全反应，多硫化物便会堆积起来，正是这种媒介限制了锂电池的寿命。多次充放电之后，多硫化物越积越多，电池容量也逐渐下降。    研究人员在研究过程中发现多种纳米材质可以帮助多硫化物吸附在电极上，保证化学反应完全进行。但是又出现了新的问题，硫分子膨胀之后会破坏纳米材质的结构，致使多硫化物脱离。    随后研究人员尝试制作球形纳米材质，并包裹一层氧化钛保护膜，可以防止多硫化物逃离电极，然后将硫分子部分溶解，在保护膜内创造一个新的活动空间，这样一来，即使膨胀也不会破坏保护膜。    虽然这一新电池的用途非常广泛，但是按照电动汽车的生产标准，电池充放电 3000 次之后至少还有 80% 的有效电容量，只有这样才能满足日常行车需求，所以研究人员将继续作相应的研究，继续提高充放电次数。    锂电池的应用前景越来越明朗，但是问题也慢慢浮出，比如说锂电池的安全问题。崔屹说：“还需要做更多研究和优化。”文章来源：http://www.technologyreview.com/ ... tery-life-fivefold/TechnologyReview