UTokyo工程师设计大容量自修复电池

东京大学工程师们一直在探索新的方法来提高电池技术。最近,山田聪夫教授和他的团队开发了一种材料,这种材料可以显著延长电池寿命,并提供更高容量的电池。

自修复电池的使用寿命将比目前的电池更长。(图片来源:©2019山田聪夫)

从心脏起搏器到智能手机,甚至现在的汽车,电池驱动着世界的大部分地区,其重要性只会继续扩大。许多人认为电池有两个特定的功能需要改进,以满足未来的需求。这就是电池的耐用性和容量——它可以充电多少D

很可能一个人的设备使用一种称为锂离子电池的电池。但另一种基于钠而不是锂的电池可能很快就会普及。这两种电池都可以储存和输送大量电荷,这是由于组成材料传递电子的方式。但在钠电池和锂电池中,反复充电和使用会在一段时间内大大降低存储容量。欧洲杯足球竞彩

从标准电池内部看,可以看到多层金属材料。当电池充电和放电时,这些层会退化并形成薄片或裂缝(称为层错),从而降低电池存储和提供电荷的能力。发生这些层错是因为材料被称为范德华力的弱力固定在一起,该力很容易被充电和使用过程中施加在材料上的应力所压倒。欧洲杯足球竞彩

Yamada和他的同事证明,如果电池是用一种模型材料——氧氧化还原层状氧化物(Na)制造的2.3.)-然后发生了一些不同寻常的事情。充电和放电循环导致的退化不仅会减少,而且层会真正自我修复。这是因为工程师们展示的材料被一种称为库仑引力的力固定住了,库仑引力比范德华力强得多。

这意味着电池可以有更长的使用寿命,但也可以超越目前对它们造成损害的水平。提高电池的能量密度对实现电气化运输至关重要。

Atsuo Yamada,东京大学教授

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