日前，斯坦福大學(xué)的研究者打造了一款純正的鋰電池，可以讓電動(dòng)車(chē)一次跑480公里，實(shí)現(xiàn)了鋰電池技術(shù)的飛躍。
什么是純鋰電池？
在《自然納米技術(shù)》雜志發(fā)表的研究報(bào)告中，我們可以找到答案。
如今市場(chǎng)上的鋰電池確切地說(shuō)應(yīng)該稱(chēng)“電解鋰電池”，鋰僅僅以電解質(zhì)的狀態(tài)（即鋰離子）存在。這種電池有三個(gè)重要組成部分，分別為：電解質(zhì)提供電子，分別在陽(yáng)極和陰極接受放電。
據(jù)斯坦福大學(xué)材料科學(xué)與工程系教授Yi Cui解釋?zhuān)谒锌梢杂糜陉?yáng)極的材料中，鋰無(wú)疑是最有潛力的，有些人稱(chēng)之為“圣杯”，因?yàn)殇嚲哂邢忍斓膬?yōu)勢(shì)——重量輕、體積小、效率高。
Yi Cui - 斯坦福大學(xué)材料科學(xué)與工程系教授，研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人
但是，科學(xué)家們用了多年時(shí)間才終于把“圣杯”變成現(xiàn)實(shí)。斯坦福團(tuán)隊(duì)解決了這個(gè)非常棘手的科學(xué)難題，實(shí)現(xiàn)了將鋰放置在陽(yáng)極。
“圣杯”——奢華的體驗(yàn)
在最近的這項(xiàng)技術(shù)突破中，斯坦福的研究團(tuán)隊(duì)稱(chēng)，他們使用納米科技制造出了純鋰電池。
美國(guó)前能源部長(zhǎng)朱棣文（Steven Chu）也是研究團(tuán)隊(duì)的成員之一。
“如果我們能將電力密度增至三倍，同時(shí)把成本降低四分之一，這將是激動(dòng)人心的結(jié)果，”朱棣文表示，“我們將擁有三倍于現(xiàn)有電池續(xù)航能力的手機(jī)，以及單次充電行駛里程超過(guò)300英里、價(jià)格僅25,000美元的純電動(dòng)汽車(chē)——關(guān)鍵是駕乘體驗(yàn)比每加侖燃油里程40邁（mpg）的汽車(chē)更棒。”
“圣杯”的技術(shù)突破
陽(yáng)極常用的材質(zhì)，一般是硅和石墨，在充電過(guò)程中將發(fā)生反應(yīng)“吃掉”電子，而鋰的反應(yīng)通常更為劇烈，將吃掉更多電子，受熱膨脹不均勻。
另外，陽(yáng)極與電解質(zhì)接觸時(shí)會(huì)釋放大量熱，鋰陽(yáng)極與電解質(zhì)之間強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)會(huì)消耗電解質(zhì)，縮短電池壽命。
為克服這三大障礙，斯坦福的研究員們?cè)O(shè)計(jì)建造了一間蜂窩狀的微觀隔離層——稱(chēng)之為“納米球”——這樣就能創(chuàng)建一個(gè)靈活的鈍感膜，避免不穩(wěn)定的鋰參加反應(yīng)。
