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“光電融合”為鋰離子電池快速充電提供新思路
時(shí)間:2019-11-05 11:27來(lái)源:科技工作者之家 作者:綜合報(bào)道
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光激發(fā)技術(shù)有望用于鋰離子快速充電過(guò)程。
由于充電時(shí)間較長(zhǎng)（空載充電時(shí)間大約需要8個(gè)小時(shí)），或者距離充電站位置較遠(yuǎn)，電動(dòng)汽車車主往往存在“里程焦慮”。如果電動(dòng)汽車想要在運(yùn)輸市場(chǎng)中占據(jù)更重要的地位，快速充電是其不得不面對(duì)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。
近日，美國(guó)能源部（DOE）阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（ANL）的研究人員報(bào)道了一種加速電動(dòng)汽車鋰離子電池充電的新機(jī)制：充電時(shí)，只需要將陰極置于氙燈等發(fā)出的集束光線中，鋰離子電池的充電時(shí)間可縮短一半以上。如果這項(xiàng)技術(shù)能夠成功商業(yè)化，電動(dòng)汽車的游戲規(guī)則或?qū)氐赘淖儭?/div>
目前，鋰離子電池一般是被封裝在盒子中，在黑暗狀態(tài)下充電的。為了研究光電輔助技術(shù)作用下的充電過(guò)程，ANL的研究人員制作了特殊的透明“硬幣電池”，然后對(duì)其進(jìn)行了光照充電測(cè)試。Johnson說(shuō)：“在我們的設(shè)想下，充電過(guò)程中，白光會(huì)與鋰錳氧化物（LMO）制成的陰極材料產(chǎn)生良好的相互作用。這個(gè)假設(shè)在電池測(cè)試實(shí)驗(yàn)中得到了證實(shí)。”LMO是一種能與光相互作用的半導(dǎo)體材料。它在充電時(shí)可以吸收光束的光子，然后將錳元素的電荷價(jià)態(tài)由3價(jià)提高到4價(jià)。這可以顯著提高鋰離子從陰極中噴射而出的速度。
光電輔助技術(shù)能加速電池反應(yīng)。電池反應(yīng)越快，充電速度也越快，并且電池性能和循環(huán)壽命不會(huì)降低。Johnson評(píng)價(jià)說(shuō)：“這是光與電池技術(shù)的首次‘碰撞’。這一交叉融合結(jié)果預(yù)示未來(lái)電池的創(chuàng)新充電概念將有良好的發(fā)展前景。”
(責(zé)任編輯：子蕊)
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