據(jù)外媒報道，近日，來自俄羅斯的科學(xué)家們通過對一種新型材料的實(shí)驗(yàn)找到了一種能擁有大量具有前景的性能優(yōu)勢--尤其是能提供目前解決方案的三倍容量--的電池設(shè)計。這一突破來自于鏤空納米球取代電池電極的材料，這樣做的好處是設(shè)備不僅能保持更多的電荷而且能在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)保持穩(wěn)定。
從智能手機(jī)到筆記本電腦再到電動汽車，鋰離子電池都是用石墨作為負(fù)極來供電的。陽極則是科學(xué)家尋求提高電池性能的關(guān)鍵焦點(diǎn)。
對于俄羅斯國立科技大學(xué)(MISIS)的研究人員來說，這意味著探索可能提供更高效率的石墨陽極替代品。研究人員通過一種叫做超聲波噴霧熱解技術(shù)，特殊金屬的離子通過超聲波變成霧狀，然后水在高溫下蒸發(fā)，于是就此創(chuàng)造出了具有中空多孔結(jié)構(gòu)的微球。
在將這些電池被集成到鋰電池中作為陽極后，研究小組進(jìn)過測試觀察到性能上的一些好處。這種新型材料不僅能使電池的容量達(dá)到傳統(tǒng)鋰離子電池的幾倍，并且在1000次充電循環(huán)中，負(fù)極的空心化的特性也得到了很好的保留。這可以緩沖充電過程中發(fā)生的容積變化以此來幫助電池在相當(dāng)長的使用壽命中保持穩(wěn)定。
研究作者Evgeny Kolesnikov說道：“我們提取的多孔納米微球(成分為Cu0.4Zn0.6Fe2O4)用作負(fù)極材料，其容量是市場上現(xiàn)有電池的三倍。”此外，與其他有前景的石墨替代品相比，它允許充放電循環(huán)次數(shù)增加5倍。這種改進(jìn)是由于特殊的納米結(jié)構(gòu)和所用元素的組合產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)而實(shí)現(xiàn)的。”
跟以往這類研究一樣，將受控實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下的這些有前景的實(shí)驗(yàn)結(jié)果轉(zhuǎn)化為可以為智能手機(jī)供電三天的電池遠(yuǎn)非易事。但對于下一代電池來說，如此高的容量和出色的循環(huán)穩(wěn)定性是非常可取的特性，因此這項(xiàng)研究為該領(lǐng)域的科學(xué)家探索開辟了另一條有前景的途徑。
