蓋世汽車訊 據(jù)外媒報道，由斯坦福大學(xué)（Stanford University）領(lǐng)導(dǎo)的一個國際研究小組開發(fā)出新型可充電電池，其可儲存的電量是當(dāng)前電池的6倍。該研究將加速可充電電池的應(yīng)用，并使電池研究人員不斷實現(xiàn)該領(lǐng)域的目標(biāo)：打造出一種高性能的可充電電池，可以使手機每周只需充電一次，使電動汽車的續(xù)航里程提高6倍。

該新型電池名為堿金屬氯電池，由斯坦福大學(xué)化學(xué)教授Hongjie Dai和博士生Guanzhou Zhu領(lǐng)導(dǎo)的研究小組基于氯化鈉（Na/Cl2）或氯化鋰（Li/Cl2）到氯的來回化學(xué)轉(zhuǎn)換開發(fā)得出。當(dāng)電子從可充電電池的一側(cè)移動到另一側(cè)時，可充電電池會將化學(xué)物質(zhì)恢復(fù)到其原始狀態(tài)以等待再次使用。但不可充電電池的電量用完后，其化學(xué)物質(zhì)就無法恢復(fù)。

（圖片來源：斯坦福大學(xué)）

Dai表示：“可充電電池有點像搖椅。它會朝一個方向傾斜，但當(dāng)你充電時又會變得搖擺不定。而新型可充電電池就像一把高搖椅。”

意外發(fā)現(xiàn)

至今還沒有人研制出高性能可充電鈉-氯或鋰-氯電池，因為氯的反應(yīng)性太強，難以高效地轉(zhuǎn)化回氯化物。盡管部分電池可以實現(xiàn)一定程度的可充電，但性能也很差。

事實上，Dai和Zhu一開始沒有打算制造可充電的鈉-氯電池和鋰-氯電池，只是為了使用亞硫酰氯改進現(xiàn)有的電池技術(shù)。亞硫酰氯是鋰亞硫酰氯電池的主要成分之一，而鋰亞硫酰氯電池是20世紀70年代首次發(fā)明的一種一次性電池。

但在早期的一項涉及氯和氯化鈉的實驗中，斯坦福大學(xué)的研究人員注意到，一種化學(xué)物質(zhì)向另一種化學(xué)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化可以穩(wěn)定下來，從而實現(xiàn)部分可充電性。Dai稱：“我認為這不可能，但我們至少花了一年時間才真正意識到發(fā)生了什么?！?/p>

之后幾年里，該團隊闡明了該可逆化學(xué)物質(zhì)，并通過對電池正極的許多不同材料進行試驗，尋找提高其效率的方法。通過使用臺灣中正大學(xué)（National Chung Cheng University of Taiwan）的Yuan-Yao Li教授和他的學(xué)生Hung-Chun Tai的先進多孔碳材料形成電極時，研究人員取得了重大突破。該碳材料具有納米球結(jié)構(gòu)，且充滿許多超細孔。在實踐中，這些空心球就像一塊海綿，吸收了大量原本敏感的氯分子，并將它們儲存起來，隨后在微孔內(nèi)轉(zhuǎn)化為鹽。

Zhu解釋道：“當(dāng)電池充電時，氯分子被困在碳納米球的微孔中并受到保護，然后當(dāng)電池需要排空或放電時，我們可以將電池放電并將氯轉(zhuǎn)化為NaCl，也就食鹽，并在多次循環(huán)中重復(fù)這個過程。目前，我們最多可以循環(huán)200次，但仍有改進的空間。”

該結(jié)果是電池設(shè)計在高能量密度方面再次取得進展。迄今為止，研究人員已實現(xiàn)正極材料比容量為1,200毫安時每克，而當(dāng)前商用鋰離子電池的容量為200毫安時每克?！?/p>

研究人員預(yù)測該電池將會用于無法頻繁充電的場景，例如衛(wèi)星或遠程傳感器。許多衛(wèi)星由于電池沒電而漂浮在軌道上。但配備長壽命可充電電池的未來衛(wèi)星可以配備太陽能充電器，從而多次擴展其實用性。不過就目前而言，他們開發(fā)的工作原型可能仍適用于小型日常電子產(chǎn)品，如助聽器或遙控器。對于消費電子產(chǎn)品或電動汽車，在設(shè)計電池結(jié)構(gòu)、增加能量密度、擴大電池規(guī)模和增加循環(huán)次數(shù)方面還有很多工作要做。

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