- 2012-11-2 15:13:52
- 类型:原创
- 来源:电脑报
- 报纸编辑:王诚
- 作者:
你变形,我超能!新型高性能锂离子电池
想象一下,有这样一部智能手机,充电只需5分钟,续航可达10小时,很神奇吧?! 美国科学家不久前就研制出这一种具有革命性的电池。我们都知道,锂离子电池的储电量是由电池内部的锂离子数量决定的。在由石墨烯组成的传统锂离子电池中,每六个碳原子可容纳一个锂原子。为了增加储电量,科学家采用了石墨烯与硅结合的方式:硅可以容纳更多的锂原子(每四个硅原子就能容纳一个锂原子,而每六个碳原子才能容纳一个锂原子)、可使能量密度更高,而石墨具有膨胀收缩性小、不容易变形、破裂的特性,这样一来在保证电池稳定性同时,也可最大程度上增加穿梭于电池中的锂离子数量。
那么,如何才能让充电速度更快呢?电池充电慢是因为锂离子从一个电极流向另一个电极需要一定时间。长期以来,锂离子电池的充电效率一直受到石墨烯形态的制约:电池中的石墨烯片非常薄,厚度只有一个原子,而面积就显得相当庞大了。充电时,锂离子必须绕过面前的石墨烯片才能就位,它要先向外移动到石墨烯片的边缘处,然后回到两片石墨烯中间停留,这个过程耗时漫长、颇费周张,导致石墨烯片的边缘经常发生“交通阻塞”。有鉴于此,研究人员自然想到了疏导交通的方法----既然决定充电时间的是锂离子在石墨烯层之间的移动速度,那为何不给这些离子开辟几条捷径呢?借助化学氧化技术,研究人员在石墨烯片上钻出了数以百万计的小孔,每一个小孔的直径都在10到20纳米之间。这样一来,锂离子就能更加自由地在电池中穿行,充电速度也随之提高了。
经过这样改造的锂离子电池,就如如锂电中的“超人”----电量和充电速度都提高到了原来的10倍。这项技术最大的优点是可研制出体积更小、重量更轻的电池,让手机和笔记本电池的个头只有一张信用卡大小。
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