財(cái)聯(lián)社（上海，編輯 黃君芝）訊，據(jù)報(bào)道，美國(guó)斯坦福大學(xué)（Stanford University）的科學(xué)家們?cè)趯?duì)一種已有幾十年歷史的一次性電池架構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，開(kāi)發(fā)出了一種新版本的電池，不僅可以充電，而且容量是目前鋰離子解決方案的6倍左右。
據(jù)稱，這一突破取決于設(shè)備內(nèi)部揮發(fā)性氯反應(yīng)的穩(wěn)定性，并可能在某一天為高性能電池提供基礎(chǔ)，屆時(shí)智能手機(jī)或可實(shí)現(xiàn)“充電一次，供電一周”。這項(xiàng)研究結(jié)果已于近日發(fā)表在了《自然》（Nature）雜志上。
這種新電池被稱為堿金屬-氯電池，它是基于20世紀(jì)70年代首次出現(xiàn)的鋰-亞硫酰氯化學(xué)物質(zhì)。這些電池因其高能量密度而備受推崇，但其依賴的是高活性的氯，這使得它們不適合于除單一用途之外的其他用途。
在普通的可充電電池中，電子在放電過(guò)程中從一邊移動(dòng)到另一邊，然后在電池充電時(shí)恢復(fù)到原來(lái)的形式。然而，在這種情況下，氯化鈉或氯化鋰被轉(zhuǎn)化為氯，而氯太過(guò)活潑，所以這個(gè)過(guò)程中不能以任何很高的效率轉(zhuǎn)化回氯。
這項(xiàng)新研究的作者已經(jīng)想出了解決這個(gè)問(wèn)題的辦法。研究小組用氯化鈉和氯進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試圖改善電池的性能，但發(fā)現(xiàn)這種化學(xué)物質(zhì)實(shí)際上已經(jīng)穩(wěn)定下來(lái)，這使得電池在一定程度上具有可充電性。
隨后的研究使該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新的電極材料，這種材料由多孔碳制成，其作用就像海綿一樣，可以吸收不穩(wěn)定的氯分子，并將它們安全地儲(chǔ)存起來(lái)，以便重新轉(zhuǎn)化為氯化鈉。
“當(dāng)電池充電時(shí)，氯分子被困在碳納米球的小孔中并受到保護(hù)，”研究人員表示，“然后，當(dāng)電池需要耗盡或放電時(shí)，我們可以放電電池，將氯轉(zhuǎn)化為氯化納，并在多個(gè)循環(huán)中重復(fù)這一過(guò)程。目前我們可以循環(huán)200次，而且還有改進(jìn)的空間。”
以一個(gè)維護(hù)良好的鋰離子電池為例，它可以使用500-1000次。通過(guò)他們的實(shí)驗(yàn)，該團(tuán)隊(duì)還證明了原型電池的能量密度非常高。該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了每克正極材料存儲(chǔ)1200毫安時(shí)電量，大約是當(dāng)今鋰離子電池技術(shù)的6倍。
研究小組設(shè)想這種電池可以用于助聽(tīng)器或遙控器，或者為不需要經(jīng)常充電的設(shè)備供電，比如可以用太陽(yáng)能充電的衛(wèi)星或遠(yuǎn)程傳感器。為了在智能手機(jī)和電動(dòng)汽車上使用，科學(xué)家們將需要擴(kuò)大電池的規(guī)模，設(shè)計(jì)一個(gè)合適的結(jié)構(gòu)，同時(shí)增加它可以安全循環(huán)使用的次數(shù)。
