手機電池技術大突破~充電時間1/10,電量增加10倍

2011.11.15 by
張瑜珊
你是不是常常為了手機充電感到煩惱呢?如果能夠一次只要充15分鐘的電,手機卻可以持續一個多星期的使用,這該有多好呢!美國西北大學的研究團隊...

你是不是常常為了手機充電感到煩惱呢?如果能夠一次只要充15分鐘的電,手機卻可以持續一個多星期的使用,這該有多好呢!

美國西北大學的研究團隊表示找到了新的技術,突破了目前鋰離子電池 (手機和iPod裡用的充電式電池)技術兩大限制:充電量和充電速度,不只增加充電量達十倍,也只需要十分之一的充電時間。 科學家表示,這項技術可望在三到五年內在市場量售。

這項技術到底是如何work的呢?

首先,我們必須先瞭解,電池的充電量主要受限於充電的密度,而充電的速度取決於鋰離子能夠多快在電解液中到達正極。在目前的技術中,電池的正極是由層層的石墨薄片所組成。 之前的科學家,曾經嘗試把以碳元素為主的石墨薄片改成以矽為主的薄膜,因為矽比碳更能有效的容納鋰離子的數目。 然而,矽在充電過程中容易急速的收縮和延伸而破碎, 反而損失了充電的含量。 除此之外,在目前的技術裡,充電的速度主要是被石墨薄片的形狀所影響。 石墨薄片非常的薄(只有一個碳原子的厚度),也非常的長,所以在充電的過程中,鋰離子需要經過非常久的過程才能到達正極。

這個新的技術,研究團隊在石墨薄片中夾雜了層層的矽元素,利用石墨薄片的延展性來穩定矽在充電過程中體積的變化。 如此一來,由於矽的作用,充電含量可以多達十倍。 除此之外,研究團隊也利用化學氧化的過程,在石墨薄片上產生很多非常微小的孔隙(約10-20奈米)讓鋰離子可以透過捷徑快速到達正極,減少充電的時間多達十倍。

目前這個研究只探討了電池正極的改善方式,接下來研究團隊會對於電池負極的改善加以研究,可望在鋰離子電池的技術上有更多的突破。

有興趣的讀者,可在這裡下載研究論文。

來源: 美國西北大學Techcrunch

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