鋰離子電池雖然有用且無處不在，但已接近極限，我們不太可能從中擠出更多的果汁。像鋰空氣和鋰金屬電池這樣的變化正在起作用，可能會(huì)取代它們，現(xiàn)在賴斯大學(xué)的研究人員在一種不太可能的成分的幫助下改進(jìn)后者。該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，為陽極添加瀝青，鋰金屬電池充電速度更快，不太可能發(fā)生短路和失效。

為了制造新電池，萊斯研究人員使用未經(jīng)處理的天然瀝青衍生物天然瀝青，并將其與導(dǎo)電石墨烯納米帶混合。然后，通過電化學(xué)沉積過程將該復(fù)合物涂覆在鋰金屬中，以產(chǎn)生陽極。通過將該陽極與硫化碳的陰極組合來制造最終電池。

該團(tuán)隊(duì)在超過500次充放電循環(huán)中測(cè)試了這些新型瀝青鋰金屬電池，并發(fā)現(xiàn)瀝青中的多孔碳材料使電池更穩(wěn)定。發(fā)現(xiàn)電池的功率密度為每公斤1,322瓦，能量密度為每公斤943瓦時(shí)。同時(shí)，每平方厘米20mA的高電流密度意味著這些電池可以比標(biāo)準(zhǔn)鋰離子電池快得多地充電。

“這些電池的容量是巨大的，但同樣值得注意的是，我們可以在五分鐘內(nèi)將它們從零電荷充電到完全充電，而不是其他電池需要的典型兩小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間，”首席研究員JamesTour說。在項(xiàng)目上。

新電池還有另一個(gè)重要的技巧：它們可以阻止樹突的形成。這些微小的鋰觸手通常在充電過程中在陽極上出現(xiàn)，并最終在整個(gè)裝置中伸出，直到它們到達(dá)另一個(gè)電極。這會(huì)使電池短路，在極端情況下會(huì)導(dǎo)致電池著火甚至爆炸。

但瀝青衍生物有助于防止這種情況，從而創(chuàng)造出更穩(wěn)定的電池。該過程中的活性成分是賴斯研究人員在之前的項(xiàng)目中發(fā)現(xiàn)的碳，使用石墨烯陽極和碳納米管。該團(tuán)隊(duì)表示，這里的關(guān)鍵區(qū)別在于新設(shè)計(jì)更容易制作。

“雖然前者與這種新電池之間的容量相似，接近鋰金屬的理論極限，但新的瀝青衍生碳可以占據(jù)每單位面積更多的鋰金屬，制造起來更簡(jiǎn)單，更便宜，”游覽。“沒有化學(xué)氣相沉積步驟，沒有電子束沉積步驟，也不需要從石墨烯中生長(zhǎng)納米管，因此大大簡(jiǎn)化了制造。”