康奈爾大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)出一種新型鋰電池，該電池能夠在短短五分鐘內(nèi)完成充電，且經(jīng)過數(shù)千次充放電循環(huán)后依然能保持穩(wěn)定的性能，這無疑將有助于緩解電動汽車駕駛員面臨的“里程焦慮”問題。這一研究成果已在最新一期的《焦耳》雜志上發(fā)表。

當(dāng)前，鋰離子電池是最常見用于電動汽車和智能手機(jī)的電源技術(shù)之一，其優(yōu)點(diǎn)包括輕便、可靠和相對高效，但是通常需要幾小時(shí)才能充滿電，并且不擅長應(yīng)對大規(guī)模電流沖擊。在這項(xiàng)新的研究中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種特殊的銦陽極材料，它可以與鋰離子電池的陰極材料有效地匹配使用?；诖?，他們創(chuàng)造出一種可以在五分鐘內(nèi)迅速完成充電并以較慢速度放電的新電池。

研究人員解釋稱，為了設(shè)計(jì)這種新型電池，他們關(guān)注了電化學(xué)反應(yīng)的動力學(xué)，并確定了銦作為一種具有快速充電潛力的材料。銦是一種柔軟的金屬，常見于制造觸摸屏顯示器和太陽能電池板上的氧化銦錫涂層，同時(shí)也在低溫焊料中用作鉛的替代品。

研究指出，銦作為電池陽極具有兩個(gè)至關(guān)重要的特性：一是具有非常低的離子在固態(tài)中的擴(kuò)散能壘，使得離子可以快速移動；二是降低了與陽極中離子交換的電流密度，減緩了表面反應(yīng)速率。這兩個(gè)特點(diǎn)相結(jié)合，對于實(shí)現(xiàn)快速充電和長期保持電力存儲非常重要。

這項(xiàng)創(chuàng)新的核心在于，允許電池陽極處的金屬離子自由地移動和重新配置，隨后才參與到電荷存儲的反應(yīng)過程中。這樣在每次充電循環(huán)時(shí)，電極都能保持穩(wěn)定的狀態(tài)，從而確保新電池在數(shù)千次充放電循環(huán)后仍然表現(xiàn)穩(wěn)定。

研究人員進(jìn)一步提出，若將這項(xiàng)技術(shù)與無線感應(yīng)充電道路結(jié)合起來，有可能縮小電池尺寸并降低成本，進(jìn)而使電動出行對于駕駛者而言變得更加實(shí)際和經(jīng)濟(jì)。然而，由于銦的重量較大，研究團(tuán)隊(duì)希望能夠利用人工智能工具來尋找更為理想的電池陽極材料。