對電動汽車推廣來說，電池充電時間是重要的限制性因素。據(jù)外媒報道，猶他大學(xué)（University of Utah）化學(xué)工程助理教授Tao Gao進(jìn)行的一項最新研究，為開發(fā)快速充電電池打開了大門。
鋰離子電池的能量密度高、重量輕、壽命長，因此在電動汽車領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
然而，鋰離子電池的充電速度受到“鋰析出”（lithium plating）現(xiàn)象的影響。當(dāng)鋰離子過快地注入石墨顆粒中時，便會發(fā)生這種副反應(yīng)。研究人員將鋰離子電池的運(yùn)行過程比作在桌上打來打去的乒乓球。在充電過程中，鋰離子像“球”一樣從正極移動到負(fù)極，其移動速率幾乎等同于充電速度。當(dāng)鋰離子移動太快，電池中的石墨顆粒無法捕捉到鋰離子時，就會發(fā)生鋰析出。在充電過程中，這可能導(dǎo)致電池著火或爆炸，因此使充電速度受到限制。此外，這還會嚴(yán)重影響電池的性能，縮短電池的使用壽命。
這一發(fā)現(xiàn)揭示了在電池充電過程中控制石墨顆粒鋰析出現(xiàn)象的重要物理機(jī)制，并有助于預(yù)測電池運(yùn)行時的鋰析出行為。Gao表示：“我們設(shè)計了一個實驗，可以直觀地顯示充電時負(fù)極的狀態(tài)。我們能看到負(fù)極中的石墨顆粒材料，并實時觀察電池充電過程中發(fā)生的情況?，F(xiàn)在，我們了解到其中的物理原理，為解決此類問題并提高電池充電性能提供了方向。”
研究人員認(rèn)為，這一發(fā)現(xiàn)有助于開發(fā)新的技術(shù)，使汽車電池充滿電的速度比正常情況快5倍，可能只需10多分鐘，同時不存在降解過快等風(fēng)險。通常情況下，使用最快的充電器為智能手機(jī)充電，需要半個多小時，現(xiàn)在也可以在10分鐘內(nèi)充滿電。
研究人員表示，有望在3-5年內(nèi)看到更好的手機(jī)電池，在5-10年內(nèi)可以在電動汽車上看到更好的電池。
