實現(xiàn)快速充電的MIT電池用材樣品

麻省理工學院研究人員發(fā)明了一項充電材料表面處理技術，采用新技術的鋰離子電池可在幾秒內(nèi)完成充電。

一塊鋰離子電池完成充電一般要6分鐘或更長的時間。但傳統(tǒng)的磷酸鐵鋰材料在經(jīng)過表面處理生成納米級溝槽后，可將電池的充電速度提升36倍(僅為10秒)。

采用該項技術的鋰離子電池亦具有高放電速度，因此可用于油電混合汽車的加速，使油電混合汽車的速度可趕上采用汽油發(fā)動機的汽車。

MIT已對該項技術申請了專利并授權給了兩家公司。MIT研究人員表示，由于這項新技術是在現(xiàn)有鋰離子電池基礎上的改進，不要新材料，所以兩年后就將會有商用產(chǎn)品推出。

由GerbrandCeder教授指導的博士生ByoungwooKang表示，“通過對磷酸鐵鋰材料表面進行處理可使鋰離子迅速移動列隊進入通道并被迅速傳送至終端”。

幾年前，Ceder在用計算機對鋰離子電池所用材料進行仿真時發(fā)現(xiàn)，鋰離子的傳送速度應該比之前想象的要更快。在隨后的深入仿真研究后發(fā)現(xiàn)：因磷酸鐵鋰材料表面可將鋰離子送往塊體材料(bulkmaterial)內(nèi)部的通道數(shù)量有限，從而導致充電過程中鋰離子的傳送速度受到了制約。

通過積累多年相關經(jīng)驗，Kang和Ceder發(fā)現(xiàn)：對磷酸鐵鋰材料進行表面處理使其生成間隔僅5納米的多條凹槽，可將鋰離子的傳送速度提高36倍。

“通過采用這項技術，電池充電將不再受鋰離子傳送速度的制約。這意味著以后鋰離子電池不僅可以更快速地完成充電，也可以更快速完成放電”。

研究人員表示，今后采用這一技術的手機和其他小型裝置用鋰離子電池將可在幾秒內(nèi)完成充電。關于新興的電動汽車行業(yè)來講，這意味著屆時電動汽車的車速將可以提升到與燃氣汽車相媲美。

將這項充電技術用于現(xiàn)有鋰離子電池基材并推出產(chǎn)品要兩年時間，在此期間可對用于電動汽車(electriccar)的家用充電器進行重新設計以使其能處理能量的快速傳送。關于電動汽車來講，車用電池在家中的充電速度不僅受到電池本身的限制也受業(yè)主家中電力情況的限制。

迄今為止的測試表明，磷酸鐵鋰材料經(jīng)納米級表面處理之后和塊體材料相同持久耐用，可以重復充電和放電而不會因老化影響充電效果。

MIT研究經(jīng)費來自美國國家科學基金會(NationalScienceFoundation)、材料研究科學與工程中心和美國能源部主持的先進運輸用電池計劃。