開(kāi)發(fā)完美的電池是一個(gè)漫長(zhǎng)而艱巨的過(guò)程。納米線(xiàn)技術(shù)可以取代鋰離子電池作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)嗎？

盡管鋰離子電池具有相當(dāng)復(fù)雜的充電要求，但它們目前在每個(gè)重量上保持大量能量的能力是至關(guān)重要的。當(dāng)然鋰離子電池并不完美，但它們足夠好，幾乎每個(gè)便攜式設(shè)備都包含它們。但納米線(xiàn)可能只會(huì)取代鋰離子電池的受歡迎程度。

納米線(xiàn)是僅有納米寬度的小線(xiàn)，由于它們的尺寸，它們可以利用量子力學(xué)的特性。

利用金納米線(xiàn)，UCIrvine的研究人員創(chuàng)造了一種電池，能夠達(dá)到200,000次放電循環(huán)，電荷存儲(chǔ)效率為94-96％。這對(duì)于鋰離子電池來(lái)說(shuō)是前所未有的，因?yàn)樗鼈兺ǔH持續(xù)約500+次充電循環(huán)。

他們是如何工作的？

由于納米線(xiàn)非常小，因此可以以更小的體積實(shí)現(xiàn)更大的表面積。反過(guò)來(lái)，這允許存儲(chǔ)更多電荷。

然而，納米線(xiàn)確實(shí)存在循環(huán)穩(wěn)定性或納米線(xiàn)重復(fù)充電時(shí)的破壞問(wèn)題。過(guò)渡金屬氧化物用于幫助解決這個(gè)問(wèn)題，加州大學(xué)歐文分校的研究人員最終使用氧化錳和聚（甲基丙烯酸甲酯ICfans）凝膠電解質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)大量的放電循環(huán)。這種化學(xué)組合允許更穩(wěn)定的納米線(xiàn)，因?yàn)樗鼈兊挚箯姆磸?fù)充電和放電中分解。雖然金納米線(xiàn)在這種情況下被證明是最好的，但他們也測(cè)試了鋰納米線(xiàn)，其穩(wěn)定性相對(duì)較低。

所描述的金納米線(xiàn)電池的框圖。

應(yīng)該注意的是，這些測(cè)試是在沒(méi)有正負(fù)極“端子”（陽(yáng)極和陰極）的情況下進(jìn)行的，因?yàn)檫@絕不是在成品相附近的任何地方。產(chǎn)生的電池幾乎不像電池，因?yàn)樗挥蓛蓚€(gè)陰極組成，這在連接在一起時(shí)更有利于測(cè)試充電周期。當(dāng)一個(gè)陰極充電時(shí)，另一個(gè)放電，并且它們?cè)谠摲烹娧h(huán)中來(lái)回移動(dòng)。

幾種納米線(xiàn)和過(guò)渡金屬氧化物的放大圖像。

它們?nèi)绾斡杏茫?/span>

如今，鋰離子電池在各種形式的移動(dòng)技術(shù)中無(wú)處不在，但它們的壽命相當(dāng)短。手機(jī)電池在開(kāi)始降低充電容量前僅持續(xù)一年。消費(fèi)者最終不得不以箱子或大磚的形式獲得外部電池，同時(shí)等待他們的合同到期以獲得新的新手機(jī)（假設(shè)電池?zé)o法進(jìn)入）。筆記本電腦因其老化而失去電池壽命而臭名昭著，電池更換也不便宜。

納米線(xiàn)電池可以解決所有這些因?yàn)樗鼈兙哂蟹浅ｉL(zhǎng)的壽命。納米線(xiàn)電池很可能能夠?yàn)橐苿?dòng)電子設(shè)備提供更長(zhǎng)的使用壽命，因?yàn)檫@些類(lèi)型的電池可能不需要更換幾十年。當(dāng)然，這是暫時(shí)的-但這個(gè)概念并不是很遙遠(yuǎn)。雖然超級(jí)電容器的充電速度非常出色，但由于存儲(chǔ)的能量較少，它們肯定不會(huì)很快取代傳統(tǒng)電池。

納米線(xiàn)電池更有可能成為推動(dòng)市場(chǎng)發(fā)展并進(jìn)入我們口袋和辦公室的下一代電池技術(shù)。正如加州大學(xué)歐文分校的研究人員所述，金納米線(xiàn)電池相當(dāng)昂貴，但有可能用鎳代替金，并且仍有大量的充電周期。尚未對(duì)鎳納米線(xiàn)進(jìn)行測(cè)試。