鋰離子電池技術(shù)，一種將鋰離子來回移動到充電和放電的充電鋰電池，使得設(shè)備的充電速度更快，持續(xù)時間更長。由SLAC的斯坦福大學(xué)材料與材料科學(xué)研究所的教員、斯坦福材料科學(xué)教授威廉·崔領(lǐng)導(dǎo)的一個國際研究小組今天發(fā)表了這些發(fā)現(xiàn)。高分子化合物.“以前，它有點(diǎn)像一個黑夾子，”麻省理工學(xué)院教授、這項(xiàng)研究的另一位負(fù)責(zé)人馬丁·巴贊(MartinBazant)說。“你可以看到材料工作得很好，某些添加劑似乎也有幫助，但你不能確切地知道鋰離子在這個過程的每一步都會往哪里走。”你只能嘗試發(fā)展一種理論，并從測量中倒退。有了新的儀器和測量技術(shù)，我們開始對這些東西的工作原理有了更嚴(yán)格的科學(xué)理解。“爆米花效應(yīng)任何乘坐過電動巴士、使用過電動工具或使用過無繩真空的人，都有可能從他們研究的電池材料中獲益，磷酸鐵鋰。它也可以用于汽車的啟動-停止功能與蒸汽輪機(jī)和儲存風(fēng)能和太陽能的電網(wǎng)。更好地理解這種材料和其他類似材料可能會導(dǎo)致更快的充電，更長的壽命和更耐用的電池。但直到最近，研究人員還只能猜測能讓它發(fā)揮作用的機(jī)制。當(dāng)鋰離子電池充放電時，鋰離子從液體溶液中流入固體儲藏室。但是一旦進(jìn)入固體，鋰就會重新排列，有時導(dǎo)致材料分裂成兩個不同的相，就像油和水混合在一起時分開一樣。這就造成了覺悟所謂的“爆米花效應(yīng)”。離子聚集在一起，形成熱點(diǎn)，從而縮短電池壽命。

 

 

 

 

來自俄羅斯聯(lián)邦研究核子大學(xué)(俄羅斯)的研究人員則在延長鋰電池使用壽命上有了新突破，他們正在研制含鎳-63納米團(tuán)簇放射性同位素膜的放射性藥品β-伏打電池。其概念是開發(fā)壽命為100年的安全核電池，用于起搏器、微型葡萄糖傳感器、動脈血壓監(jiān)測系統(tǒng)、遙控物體和微型機(jī)器人以及能夠長期工作的獨(dú)立系統(tǒng)。研究成果發(fā)表在雜志上。應(yīng)用物理信函.研究人員比以往任何時候都更感興趣的項(xiàng)目，開發(fā)納米技術(shù)，以微型化技術(shù)設(shè)備，主要是納米通訊系統(tǒng)。在創(chuàng)造將納米電子學(xué)和機(jī)械元件結(jié)合起來的微機(jī)電和納米機(jī)電系統(tǒng)方面的最新成就可以使開發(fā)微觀物理、生物或化學(xué)傳感器成為可能。然而，微型電池的缺乏為微機(jī)電系統(tǒng)和納米機(jī)電系統(tǒng)提供動力，阻礙了這類設(shè)備的大規(guī)模引進(jìn)。今天，科學(xué)家們正在研究制造微型鋰離子電池、太陽能電池板、固態(tài)電池和各種類型的冷卻器的可能性。然而，這些電池仍然太大，無法開發(fā)真正的微觀和納米系統(tǒng)。另一種為先進(jìn)的微機(jī)電和納米機(jī)電系統(tǒng)供電的方法是使用放射性同位素電池。無線電同位素或核或原子電池將元穩(wěn)定元素(原子核)放射性物質(zhì)衰變的能量轉(zhuǎn)化為電能。這些元素的質(zhì)量和體積都有很高的能量密度。持續(xù)能量排放的持續(xù)時間因核素的選擇而異。靜音無線電放射性核素電池可以在沒有錯誤或長期維護(hù)的情況下工作。鎳-63的獨(dú)特性能

 

 

 

熱電轉(zhuǎn)換被認(rèn)為是將放射性衰變能量轉(zhuǎn)化為電能的最方便的方法之一。但科學(xué)家也在研究β-伏打電池及其實(shí)際應(yīng)用。通過在微型電池中安裝一種發(fā)射軟β輻射的無線電話放射性核素，可以保護(hù)用戶和附近的物體免受輻射。因此，這種電池將有廣泛的應(yīng)用。梅菲的研究人員研究了納米團(tuán)簇鎳膜的電物理性質(zhì)，并選擇了實(shí)驗(yàn)的最佳參數(shù)，目的是建立一個系統(tǒng)，有效地將鎳-63同位素的β衰變能量轉(zhuǎn)化為電能。鎳-63放射性核素是β-伏打過程中最有前途的放射性同位素之一。這種軟β輻射發(fā)射器的半衰期很長，為100.1年。因此，這個獨(dú)特的元素非常適合為不需要高輸出的各種系統(tǒng)供電。

 

 

 

 

 

彈性、相對惰性和易于加工的鎳是一種有效的金屬，就其性能而言.它不必在集裝箱內(nèi)儲存和運(yùn)輸。研究人員正試圖提高當(dāng)前系統(tǒng)的效率，將鎳-63元素的β衰變能量轉(zhuǎn)化為電能，并尋找替代的物理系統(tǒng)。這種方法很有希望。梅菲的研究人員正在使用新的方法梅菲物理技術(shù)計量問題學(xué)院的助理教授Pyltr BorisAum說，研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種不尋常的物理系統(tǒng)，可以在納米結(jié)構(gòu)的鎳薄膜中產(chǎn)生二次電子，并大大增強(qiáng)β粒子一連串非動量守恒所引起的電流信號。他指出：“相對來說，制作一個實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是相對容易的，該系統(tǒng)由密集填充的鎳微米團(tuán)簇組成，金納米顆粒在二氧化硅表面的系數(shù)分布，這是一種寬帶介電，取決于它們的大小。”