電池充電的速度部分取決于正電粒子(稱為鋰離子)向負(fù)電極移動(dòng)的速度，正電粒子之后儲(chǔ)存在負(fù)電極處。而限制我們制造出快速充電的“超級(jí)”電池的一大因素便是鋰離子在陶瓷介質(zhì)中的移動(dòng)速度。

      一種可行的解決方案是，通過利用納米粒子使每種物質(zhì)材料變得更小。但是納米粒子的造價(jià)非常昂貴，并且制作工藝復(fù)雜。因此，科學(xué)家們一直在尋找替代性材料來規(guī)避這一問題。

      目前，劍橋大學(xué)的研究人員指出一組被稱作是“鈮鎢氧化物”的材料可以解決上述問題。通過這一材料，鋰離子可以實(shí)現(xiàn)超高速移動(dòng)，這就意味著電池可以實(shí)現(xiàn)快速充電。

      該研究發(fā)布于《自然》雜志，其第一作者Kent Griffith說，“鈮鎢氧化物與其他化合物有著本質(zhì)上的不同。”這種材料于1965年被首次發(fā)現(xiàn)，具有剛性且開放的結(jié)構(gòu)，并且有著比其他常用電池材料更大的粒子尺寸。

      為了測(cè)量鋰離子在這些非同一般的介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)情況，研究人員使用了類似于MRI掃描儀中發(fā)現(xiàn)的技術(shù)。他們發(fā)現(xiàn)，鋰離子在這些材料中的移動(dòng)速度要比傳統(tǒng)陶瓷電極材料快幾百倍。

 

 

      這些替代材料的另一優(yōu)點(diǎn)在于便宜且易于制造。Griffith表示：“這些氧化物易于制造，不需要額外的化學(xué)品或溶劑。”

      優(yōu)化的電池可以革新電動(dòng)汽車以及太陽能格網(wǎng)儲(chǔ)存這兩大環(huán)保技術(shù)。

      劍橋大學(xué)材料化學(xué)教授Clare Grey表示，下一步要做的就是優(yōu)化這一材料在整個(gè)電池中的使用，而該電池可以在電動(dòng)汽車生命周期內(nèi)循環(huán)使用。Clare補(bǔ)充道，“舉例來說，人們?cè)谲囌揪湍軐?duì)電動(dòng)公交車進(jìn)行快速充電。”

      倫敦大學(xué)學(xué)院電化學(xué)工程教授Dan Brett雖然并未參與這項(xiàng)研究工作，但是仍然對(duì)這一發(fā)現(xiàn)表示了極大的贊賞，“這一發(fā)現(xiàn)是激動(dòng)人心的，尤其是它對(duì)電池性能所做的‘貢獻(xiàn)’”，他說，“這項(xiàng)研究工作的真正聰明之處還在于其使用的一種測(cè)量機(jī)制，使得鋰離子通過這一物質(zhì)所達(dá)到的移動(dòng)速度得以測(cè)量。”

       Brett最后補(bǔ)充道：“該技術(shù)還將進(jìn)一步優(yōu)化這些材料，因此，我們可以期待，在未來，[電池]功率、能量和壽命都將得到新的改善。”