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據(jù)外媒New Atlas報(bào)道，斯坦福大學(xué)的科學(xué)家們?cè)趯?shí)驗(yàn)一種有幾十年歷史的一次性電池結(jié)構(gòu)時(shí)，開發(fā)出了一種新版本的電池，它不僅可以充電，而且其容量是目前鋰離子解決方案的六倍左右。這一突破取決于設(shè)備內(nèi)揮發(fā)性氯氣反應(yīng)的穩(wěn)定化，并且有朝一日可以為一次為智能手機(jī)供電一周的高性能電池提供基礎(chǔ)。
這種新電池被描述為堿金屬-氯電池，并基于20世紀(jì)70年代首次出現(xiàn)的名為鋰亞硫酰氯的化學(xué)。這些電池因其高能量密度而受到高度重視，但依靠高活性的氯，使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，電子在放電時(shí)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，而氯的反應(yīng)性太強(qiáng)，無法以任何高的效率轉(zhuǎn)化回氯。
這項(xiàng)新研究的作者很可能已經(jīng)想出了一個(gè)解決這個(gè)問題的辦法。該團(tuán)隊(duì)正在用氯化鈉和氯氣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試圖改善這種電池的性能，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，這使電池具有一定程度的可充電性。隨后的調(diào)查促使該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新的電極材料，該材料由多孔碳制成，像海綿一樣，吸收了不穩(wěn)定的氯分子并安全地儲(chǔ)存起來，以便重新轉(zhuǎn)化為鈉。
“當(dāng)電池充電時(shí)，氯分子被捕獲并保護(hù)在碳納米球的微小孔隙中，”研究人員說。“然后，當(dāng)電池需要耗盡或放電時(shí)，我們可以對(duì)電池放電，并將氯轉(zhuǎn)化為NaCl--并在許多循環(huán)中重復(fù)這一過程。我們目前可以循環(huán)200次，還有改進(jìn)的余地。”
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)的六倍。
“一個(gè)可充電電池有點(diǎn)像一把搖椅。它向一個(gè)方向傾斜，但當(dāng)你用力時(shí)又會(huì)搖回來，”研究作者說。“我們?cè)谶@里擁有的是一把高搖晃的搖椅。”
研究小組想象這種電池可以用于助聽器或遙控器，或者用于為那些只需要不定期充電的設(shè)備供電，如衛(wèi)星或遠(yuǎn)程傳感器，這些設(shè)備可以用太陽能充電。為了在智能手機(jī)和電動(dòng)汽車中使用，科學(xué)家們將需要擴(kuò)大電池的規(guī)模，并設(shè)計(jì)一個(gè)合適的結(jié)構(gòu)，同時(shí)還需要增加它可以安全循環(huán)的次數(shù)。
該研究發(fā)表在《自然》雜志上。
(原標(biāo)題：科學(xué)家開發(fā)實(shí)驗(yàn)性堿金屬-氯電池 其容量是鋰離子電池的六倍)
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