MIT研究獲重大突破，鋰電池真的不用再擔(dān)心壽命的問(wèn)題了嗎？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-28 20:23
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目前，鋰離子電池已經(jīng)廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、平板電腦、照相機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)汽車(chē)、飛機(jī)以及輪船，且小小體積就能儲(chǔ)存大量能量，但科學(xué)家仍然希望能使其更好。
而且還有一個(gè)問(wèn)題，智能手機(jī)中的鋰離子電池發(fā)生過(guò)過(guò)熱和爆炸的情況，也需要找到一個(gè)更好的解決方案。
發(fā)展不易燃的固態(tài)電池（Developing solid state batteries that aren't flammable）
電解質(zhì)是電池的三個(gè)基本組成部分之一。目前，大多數(shù)可充電電池的電解質(zhì)為液態(tài)形式，這是易燃的，也是過(guò)熱的原因所在，因此麻省理工學(xué)院（MIT）、三星（Samsung）、加州大學(xué)圣迭戈分校（University of California at San Diego）以及馬里蘭大學(xué)（University of Maryland）的研究人員決定開(kāi)發(fā)固態(tài)電解質(zhì)。
他們開(kāi)發(fā)出了一款可行的、由鋰、鍺、磷和硫組成的固體鋰離子導(dǎo)體固態(tài)電解質(zhì).
這種固態(tài)電解質(zhì)不僅僅更加安全，而且比傳統(tǒng)電池的壽命要長(zhǎng)得多，因?yàn)椴话l(fā)生降解反應(yīng)。這意味著這種電池可以使用、充電再重復(fù)使用成百上千次。
更好的是，含有這種固態(tài)電解質(zhì)的電池可以在低至華氏-20度的溫度下應(yīng)用，這是當(dāng)前的電池不可能做到的。
該研究以“固態(tài)鋰超離子導(dǎo)體的設(shè)計(jì)原理”為題發(fā)表于《自然·材料》期刊上。
由于遺忘一個(gè)實(shí)驗(yàn)而因禍得福成就了這一突破（Forgetting about an experiment led to a breakthrough）
在一項(xiàng)獨(dú)立的研究中，MIT和清華大學(xué)的科學(xué)家意外的發(fā)現(xiàn)，他們不慎遺忘在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中運(yùn)行了很長(zhǎng)時(shí)間的一個(gè)鋰離子電池的容量達(dá)到了其容量的四倍。
隨著時(shí)間的推移，鋰離子可充電電池的性能開(kāi)始下降，因?yàn)橐淮未蔚某浞烹娛逛嚮衔锍恋碛陔姌O上。這使得電極最終分解。
一種解決辦法是用鋁取代石墨電極，但一旦暴露于空氣中，鋁顆粒表面馬上形成氧化物。
因此，清華大學(xué)的Wang Changan博士和MIT的Li Ju博士決定將鋁顆粒浸泡于硫酸和硫酸氧鈦中，試圖將氧化鋁移除，并用一個(gè)新的氧化鈦外涂層來(lái)取代之。
然而，他們忘了一批納米顆粒，浸泡的時(shí)間太長(zhǎng)使得混合物浸泡到鋁顆粒。鋁納米顆粒原本有50 nm，浸泡過(guò)后，這些納米顆粒具有一個(gè)30 nm的鋁“蛋黃”，外殼是4 nm的氫氧化鈦。
科學(xué)家們決定用這些新的納米顆粒來(lái)構(gòu)建電池，發(fā)現(xiàn)這種電池的容量是目前電池的四倍，且其壽命可超過(guò)500次充放電周期。
