電動車或迎顛覆性突破?6分鐘就能充滿電
一般來說,給一輛電動汽車充電需要大約10個小時。即使使用快速充電技術,你仍然需要至少30分鐘的時間。如果電動汽車能夠像傳統汽油車那樣快速“補給”,那麼電動汽車充電站的短缺問題就會得到緩解。
據了解,鋰離子電池的效率取決於陽極材料儲存鋰離子的能力。近日,韓國浦項科技大學(POSTECH)的研究團隊開發出了一種新型的陽極材料,取得了突破性進展。最新研究成果已於近期發表在了《先進功能材料》雜誌上。
據悉,他們採用了一種新穎的自混合方法,通過一個簡單的置換反應過程,合成了具有較大表面積的錳鐵氧體納米片。這種新型材料可以儲存更多的鋰離子,突破了其理論極限。
在這項研究中,研究團隊設計了一種新方法來合成錳鐵氧體納米片,這種材料既有優異的鋰離子儲能能力,又有良好的鐵磁性。研究人員表示,這項突破性的技術將存儲容量提高到理論極限的1.5倍左右,並使電動汽車可以在6分鐘內充滿電。
具體而言,他們首先在混合了錳氧化物和鐵的溶液中進行了一次置換反應,形成了一個異質結構化合物,內部是錳氧化物,外部是鐵氧化物。然後,團隊利用水熱法製備出厚度僅為納米級的錳鐵氧體納米片。這種方法利用了高自旋極化的電子,顯著提高了儲存大量鋰離子的能力。
在這項研究中,研究小組設計了一種新的方法來合成錳鐵氧體作為陽極材料,以其優越的鋰離子存儲容量和鐵磁性而聞名。首先,在錳氧化物和鐵的混合溶液中發生了電取代反應,生成了一種內部是錳氧化物,外部是鐵氧化物的異質結構化合物。
這項創新使得團隊有效地超越了錳鐵氧體陽極材料的理論容量50%以上。擴大陽極材料的表面積有利於大量鋰離子的同時移動,從而提高了電池的充電速度。實驗結果顯示,只需要6分鐘就可以為與目前市場上電動汽車相當容量的電池充滿電。
研究人員表示,這項研究簡化了製備陽極材料的複雜過程,在提高電池容量和加快充電速度方面取得了突破性進展。
“利用電子自旋改變表面的合理設計,克服傳統陽極材料的電化學局限性,提高電池容量,這是一種新的認識。這一發展可能會提高電池的耐用性,縮短電動汽車的充電時間。”他們說。