改寫常規(guī) 新一代電池用碳作負極

　　近日，加拿大阿爾伯塔大學(xué)的科研小組對外公布，他們使用碳納米管(CNT)研發(fā)出一種新電池，比現(xiàn)在廣泛使用的鋰電池充電更快、耐用性更持久。誘導(dǎo)崔博士補充道：“我們嘗試使用了多種不同的材料。通常，碳被用作鋰離子電池的正極，但是我們把碳用作負極，使用誘導(dǎo)氟化工藝制作電池。”

　　使用碳的優(yōu)勢是由于它的經(jīng)濟性和安全性，并且能量輸出是目前鋰離子電池的5—8倍。此外，這種新型電池的性能也優(yōu)于還處在研發(fā)階段的鋰硫電池和鋰空氣電池。例如，誘導(dǎo)氟化技術(shù)可以用于生產(chǎn)快速充電、耐力更持久的。

　　崔博士說道：“以前，大家都不知道碳用作電池負極可以得到這么好的性能。這是我們技術(shù)的特別之處，在《自然科學(xué)報告》發(fā)表的論文中也進行了詳細描述。這是一個漫長的研發(fā)過程，我們發(fā)現(xiàn)了碳的特殊性能，堅持試驗了三年才得到現(xiàn)在的結(jié)果。”

　　崔博士現(xiàn)在是技術(shù)研發(fā)公司AdvEn Solutions的首席技術(shù)官。AdvEn Solutions公司計劃在2014年年底前制作出電池樣品，并研發(fā)三種電池滿足不同的需求：第一種電池實現(xiàn)較高的輸出功率和較長的使用周期;第二種電池實現(xiàn)快速充放電;第三種可實現(xiàn)高容量儲能。

　　崔博士說道：“我們還有很多工作要做，但是我們相信這項技術(shù)在未來的商用前景會非常好。”

　　AdvEn Solutions公司隸屬于阿爾伯塔大學(xué)化學(xué)材料工程系，目前計劃再吸收若干個科研人并獲得更多的資助。該公司最近剛和美國Lockheed Martin航空公司建立合作關(guān)系，計劃為這種新技術(shù)的碳陰極研發(fā)陽極材料。 

　　點評：能量輸出是目前鋰離子電池的5—8倍，這比上文的沙子電池更加具有優(yōu)勢了。當(dāng)然這種前沿技術(shù)暫時難以實現(xiàn)，我們唯有觀望。

　尖晶石結(jié)構(gòu)的Li4Ti5O12作為一種新的負極材料，正逐漸成為研究熱點。Li4Ti5O12其電位平臺在1.54V，高的電位平臺避免了鋰枝晶的形成，從而提高了電池的安全性能；同時在鋰離子嵌入/脫出過程中的體積“零應(yīng)變”，具有潛在的循環(huán)性好的優(yōu)勢。

　　純Li4Ti5O12為寬帶隙材料，具有低的電子電導(dǎo)率，無法在大電流密度下進行充放電；而且以Li4Ti5O12為負極的鋰離子電池在使用和貯存過程中由于表面催化反應(yīng)，有持續(xù)脹氣問題，帶來一定安全隱患和降低循環(huán)壽命。

　　對其進行表面包覆是解決其問題的有效途徑之一，但如何得到均勻的包覆層以及實現(xiàn)在較低溫度下得到高電導(dǎo)率的包覆層一直是一個重要的技術(shù)難題。