新型電極材料可加快鋰電池充電速度

每經(jīng)記者 蘭素英    每經(jīng)編輯 高涵    

針對(duì)當(dāng)前鋰電池設(shè)計(jì)中的致命弱點(diǎn)，即隨著電池的循環(huán)使用，鋰離子從正極（稱(chēng)為陰極）移動(dòng)到負(fù)極（陽(yáng)極），但只能達(dá)到一定的速度，博伊西州立大學(xué)和加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究人員研發(fā)出一種電極材料，來(lái)加快鋰電池的充電速度。 

據(jù)悉，在充電速度更快的情況下，鋰金屬會(huì)堆積在石墨陽(yáng)極的表面，而這會(huì)削弱電池的性能，并有可能導(dǎo)致電池短路、過(guò)熱甚至著火。研究團(tuán)隊(duì)利用一種名為五氧化二鈮的化合物的幫助下消除了這一障礙，以加快充電速度。 

五氧化二鈮中的原子可以很容易地排列成許多穩(wěn)定的構(gòu)型。當(dāng)作為紐扣電池的陽(yáng)極使用時(shí)，五氧化二鈮一開(kāi)始的原子排序是凌亂的、無(wú)序的。但科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電池多次充電和放電時(shí)，原子會(huì)自行排列成有序的晶體結(jié)構(gòu)。 

研究人員以前從未見(jiàn)過(guò)這種納米結(jié)構(gòu)。他們將其描述為一個(gè)立方形的巖鹽框架，可在電池充電時(shí)將鋰離子更輕易地傳輸?shù)疥?yáng)極。因此，在更高的充電速度下，電池也會(huì)有“出色”的循環(huán)穩(wěn)定性。

研究人員希望采用這種方法來(lái)開(kāi)發(fā)其他創(chuàng)新的電池材料，甚至是用于半導(dǎo)體等領(lǐng)域的材料。該研究發(fā)表在《自然材料》雜志上。