那些总为智能手机或平板电脑电池储电量过于较少而困惑的人,现在不用纠葛了!美国科学家早已发明者一款显锂电池,可让智能手机、电动汽车以及其他电子设备用于时间缩短4倍,可谓电池圣杯。 当前,用于锂离子电池的电子设备用户总是面对电池用于时间过短的后遗症,几个小时内就要给设备电池,以免其电池电量耗光。现在经过多年研究,美国加州斯坦福大学的科学家发明者一种显锂电池,虽然电池体积没变化,但其储存的电量却大幅度减少,大大缩短用于时间。
所有电池都由三个部分构成,即获取电子的电解液、获释电子的负极以及拒绝接受电子的负极。而我们2020-03-30 用于的锂离子电池,只是电解液中用于锂,而负极没锂。
斯坦福大学的科学家现在将负极也用显锂生产,因为其不仅低廉、小巧,而且能大幅提高电池效用。 科学家们发明者了一种锂负极,由碳纳米球构成的薄膜加以维护,避免其在收缩时开裂。
碳纳米球可以构成类似于蜂巢的外观,变为柔软、均匀分布、无点抗性的薄膜,借以维护不稳定的锂。碳纳米球只有20纳米薄,它必须5000层相互填充才能有人类一根头发细。 斯坦福大学材料科学与工程学教授崔毅(音译)说道:锂金属负极的理想保护层必须在化学上保持稳定,防止其与电解液产生化学反应,同时必须在机械方面维持柔软,不足以杯葛锂在电池过程中的收缩力。
斯坦福大学的碳纳米球保护层由无定形碳制作,其具备化学平稳、柔韧性强劲的特性,在电池长时间电池和放电过程中,可以权利地随锂的收缩和膨胀而移动。崔教授称之为:在所有可用作负极的材料中,锂毫无疑问具备仅次于潜力,有人甚至称之为其为圣杯。这是一种超轻、能量密度超高的物质,按照单位体积和重量计算出来,锂可取得更加多能量。
为此可以用其生产重量更加重、体积更加小而储电更加多的电池。 另一名研究人员称之为:许多工程师被迫退出锂负极的研究,但我们找到维护锂的新方法。
崔教授也说道:实质上,如果我们需要提升电池储电量4倍,这是一项令人激动的成就。你的手机电池寿命有可能缩短2到3倍,电动汽车能跑完480公里而成本只需25000美元。此外,这种新发明也可用作为下一代可充电电池。 大多数锂离子电池工作原理类似于,如同智能手机或混合动力汽车上用于的。
在电池过程中,电解液中带正电荷的锂离子被更有到带上负电荷的负极,并在那里积存。2020-03-30 ,锂离子电池的负极都是石墨或硅生产。
科学家们很想要用锂生产负极,但直到现在仍然无法构建。因为在电池过程中,锂离子挤满到负极时会收缩。
在所有负极材料中,还包括石墨和硅,也不会在电池时收缩,但不像锂那样轻微。研究人员指出,相对于其他材料来说,锂在电池时收缩完全是无限的。
且其收缩没规律,更容易在外部表层导致坑洼和裂缝,造成锂离子逃离现场,进而导致电池短路或寿命延长。 但这只是用锂生产阳极的第一个挑战。
第二个难题是,锂负极更容易与电解液产生大力的化学反应,造成电解液消耗减少,电池寿命延长。最后,在相互认识时,锂负极与电解液更容易产生热量造成短路,引起发生爆炸甚至发生爆炸,因此安全性无法确保。而斯坦福大学的新发明将不会乘势解决问题这些问题。
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