你敢信:電池充電速度可以快10倍了!
據(jù)《日本經(jīng)濟(jì)新聞》11月16日?qǐng)?bào)道,日本東京理科大學(xué)駒場(chǎng)慎一教授等人在新一代鉀離子電池技術(shù)的研發(fā)中找到了突破口。
研究人員使用石墨電極在不降低性能的情況下成功實(shí)現(xiàn)了多次充放電。使用該技術(shù)的新型電池有望比鋰離子電池的充放電速度提高10倍,并且可對(duì)應(yīng)高強(qiáng)度電流,輸出更大電力。可應(yīng)用于對(duì)瞬時(shí)提速要求較高的電動(dòng)跑車。
駒場(chǎng)教授等人將石墨作為電池的負(fù)極,進(jìn)行了100多次的充放電試驗(yàn),確認(rèn)電池的性能沒(méi)有下降。
電池容量為每克244毫安時(shí),研究人員在利用樹(shù)脂加固石墨以及提高鉀離子電解液的純度等實(shí)驗(yàn)中取得了成功。與鋰離子電池只使用銅電極不同,實(shí)驗(yàn)中使用了固定在鋁膜上的石墨電極,有利于降低成本。
此外,使用鉀離子的時(shí)候,電壓能降到-0.09伏特,而鋰離子等傳統(tǒng)電池的電壓無(wú)法降到負(fù)值。
截至目前,要提高電池容量只有提高正極電壓一種方法。而鉀離子電池有望通過(guò)降低負(fù)極電壓使整體電壓超過(guò)鋰離子等電池。
鉀、鋰、鈉都是堿性金屬元素。和鋰相比,鉀離子在電解液中的移動(dòng)更加活潑,更適合在短時(shí)間內(nèi)的充電及一次性釋放大量電流,輸出高功率。
目前,電動(dòng)汽車存在充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題,如果可以在短時(shí)間內(nèi)能夠完成充電的話,將提高電動(dòng)汽車的便利性。
此外,鉀離子電池的構(gòu)造與鋰離子電池基本一樣,可以在相同的生產(chǎn)線上生產(chǎn)。據(jù)悉,鉀離子電池的溶解溫度為攝氏64度,相較鋰離子電池,自身起火的危險(xiǎn)性也較低。
由于鉀的原子編號(hào)大于鋰和鈉,用于制造同等容量的電池的話,鉀離子電池較重。并且離子體積變大,導(dǎo)致可用于正極的材料非常有限,這也成為鉀離子電池特有的問(wèn)題之一。
在全世界范圍,目前尚未研發(fā)出具備充分性能的正極。而對(duì)于實(shí)現(xiàn)鉀離子電池而言,僅有負(fù)極是不夠的,正極的研發(fā)也不可或缺。
對(duì)此,駒場(chǎng)教授表示:“正極的研發(fā)也在不斷取得進(jìn)展,我認(rèn)為明年內(nèi)就能成功研發(fā)出鉀離子電池”。