据外媒报道,日本东京大学的AtsuoYamada教授及其团队最近研发出一种材料,可以显著延长电池寿命,并让电池拥有更高容量。
从智能手机到起搏器到汽车,电池为世界上许多产品供应动力,而且其重要性会越来越大。许多人都认为,电池要在两个方面得到改进,即电池的寿命以及容量(能存储多少电量),以满足未来要。
目前,大多数电子设备都使用锂离子电池,另一种基于钠而不是锂的电池可能也会很快普及。这两种电池因其组成材料具独特传递电子的方式,因而都能存储和释放大量电荷。但随着时间推移,锂离子电池和钠电池在重复充放电以及使用循环中,存储容量会显著降低。
普通的电池中有好几层的金属材料,当电池充放电时,此类金属层会降解并出现裂缝或片状物,导致堆垛层错(stackingfault),从而降低电池存储和传输电荷的能力。当此类材料被称为范德瓦耳斯力(VanderWaalsforce)的弱力结合在一起时,就会发生堆垛层错。
Yamada和同事证明,假如电池是用一种称为氧化还原层状氧化物(Na2RuO3)的材料制成,就会使得电池充放电循环的降解用途减弱,金属层就会自我修复。而且,研究人员证明了该材料会被库仑力(coulombicattraction)紧紧抓住,该种力比范德瓦耳斯力强大得多。
Yamada表示:“这意味着电池将不仅可以拥有更长的使用寿命,而且损害水平会降低。新增电池能量密度有关实现电气化交通至关重要。”