美國研究發現只要用光照一照電極,就能加快鋰電池充電速度

發佈日期: 2019 年 11 月 04 日 10:25 | 作者: | 分類: 產業資訊

現代許多民眾看到手機電池電量越來越低就會感到焦慮,興許是罹患「低電量焦慮症」,而對於電動車車主來說,也會有相似的情形,畢竟電動車充電站更難找、充電時間也長,而現在美國科學家成功找出加速充電的方法,他們發現只要用聚光燈照一照電極,就能加快充電速度。

美國能源部旗下的阿貢國家實驗室(Argonne National Laboratory)研究指出,用類似汽車車燈的氙燈,就可以將電池充電時間減半以上,若是研發有成,或許就能改變電動車充電市場,畢竟現在電動車充電時間還是比加油時間久得多。

雖然說現在也有許多車廠致力尋找解決方案,紛紛推出諸如大功率超快速充電站、又或是設計新的鋰電池,誰都不想把時間花費在等待上,不過一下子傳遞過多的電流,可能會有損電池性能,降低電池壽命。

因此團隊希望能加速電池充電的電荷反應,但又不希望電流損及電池壽命的方法。對此他們提出一個截然不同的新想法, Johnson 想說,假設白光會跟電池的陰極材料相互反應,或許能獲得不錯的進展。

這可說是全新的電池設計,畢竟市面上沒有一顆電池是有一面透明或半透明的,大多電池的運作環境都是在黑暗環境中,而阿貢國家實驗室的科學家採用全新的光輔助技術與透明外殼,讓光線照亮電池的陰暗角落。

科學家用一般的陰極材料錳酸鋰氧化物(LiMn2O4),研發出外表不一般的石英透明鈕扣電池,加以比對有沒有白光的充電差別後,發現光會跟錳酸鋰產生良好反應。

在白光下錳元素的電荷狀態會產生變化,除了錳元素從 Mn3+ 變成 Mn4+,進而加快錳傳遞速度,在白光和偏壓(bias)下,電極能射出更多鋰離子、也有更多金屬核心被氧化。

團隊指出,這一現象可以提高充電速度,又不會降低鋰離子電池的性能跟壽命,Johnson 表示,使用白色聚光燈後,充電所需時間直接減半。除此之外,這也是首次在電池技術中結合光電概念,對於未來電池創新技術來說,或許是個不錯的開頭。

目前研究則已發表在《Nature Communications》。

(合作媒體:科技新報。首圖來源:阿貢國家實驗室

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