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北極星儲能網(wǎng)訊:蓋世汽車訊 目前電動(dòng)汽車越來越受歡迎，但對潛在客戶來說，充電時(shí)間過長仍是一大問題。相比較而言，一輛裝有內(nèi)燃機(jī)的傳統(tǒng)SUV車型只需加油5分鐘，就能行駛300英里，而一輛最先進(jìn)的電動(dòng)汽車則需要大約充電1小時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)同樣的續(xù)航里程。因此，需要發(fā)展快速充電并且高效運(yùn)行的大容量鋰離子電池技術(shù)。 

（圖片來源：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)） 

據(jù)外媒報(bào)道，中國科大合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家研究中心和化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院中科院能量轉(zhuǎn)換材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室季恒星教授聯(lián)合美國加州大學(xué)洛杉磯分校段鑲鋒教授等在鋰離子電池領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)季恒星教授表示：“高容量、高速率和長循環(huán)壽命是電池研究的重點(diǎn)，這取決于電池的關(guān)鍵部件——電極材料。我們的目標(biāo)是尋找一種電極材料，可以在實(shí)驗(yàn)室研究中對性能指標(biāo)產(chǎn)生影響，并有望滿足產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)要求。” 

研究人員表示，能量得以進(jìn)入和離開電池，是通過電極內(nèi)的電化學(xué)反應(yīng)，所以如何快速有效的轉(zhuǎn)移鋰離子至關(guān)重要，尤其是通過負(fù)極將能量從電池轉(zhuǎn)移到設(shè)備上。 

研究團(tuán)隊(duì)嘗試使用黑磷作為負(fù)極材料。這種材料因容易沿層狀邊緣變形，嚴(yán)重影響鋰離子遷移率，之前一度被放棄。在此次研究中，研究人員將黑磷和石墨結(jié)合在一起，使兩種材料之間的化學(xué)鍵保持穩(wěn)定，防止發(fā)生邊緣變形。

 研究小組還解決了這種材料存在的另一問題，即電解質(zhì)可以分解成導(dǎo)電性較差的碎片，堆積在電極表面，抑制鋰離子遷移至電極材料中。該團(tuán)隊(duì)在電極材料上涂上一層薄的聚合物凝膠涂層，使鋰離子能夠快速進(jìn)入材料。

 中國科學(xué)院化學(xué)研究所的辛森教授表示：“這種復(fù)合負(fù)極材料充電不到10分鐘，即可恢復(fù)80%的電量，而且在室溫下，可以實(shí)現(xiàn)2000次左右的循環(huán)壽命。如果能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)，這種材料可能成為石墨負(fù)極新的替代品，使鋰離子電池的能量密度超過每千克350瓦時(shí)，并且可以快速充電。這將大大提高電動(dòng)汽車相對于燃料汽車的競爭力。” 

如果電池的能量密度達(dá)350瓦時(shí)每千克，電動(dòng)汽車單次充電可以行駛600英里。相比之下，特斯拉Model S單次充電的續(xù)航里程為400英里。

 季恒星教授表示，研究人員將在新技術(shù)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)探討鋰離子充放電過程中的基本科學(xué)問題，以及規(guī)模化生產(chǎn)復(fù)合材料的相關(guān)產(chǎn)業(yè)問題。“我們將研究合理選擇結(jié)構(gòu)的工程材料，同時(shí)考慮到價(jià)格和實(shí)用性，使材料性能更具吸引力。”

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