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1、電動汽車配上快速充電電池
呂吉爾/編譯
久違的電動車拼圖重新出現(xiàn)
現(xiàn)在，你以10. 9萬美元的價格可以從加利福尼亞州圣卡洛斯市的特斯拉汽車公司購買一輛時尚的敞 篷電動跑車。誠然，這個價格不菲，但跑車使用起來相當(dāng)便宜一一插上電源一晚上就可充滿電，費(fèi)用相當(dāng) 于25美分/升汽油。其優(yōu)點(diǎn)就在于“插上電源過一夜"。特斯拉汽車使用標(biāo)準(zhǔn)的鋰離子蓄電池， 一次充滿
電可以行駛350公里。但如果有人想從巴黎一路駛到戛納，那就麻煩了，因?yàn)椴坏貌辉诎肼飞贤Ｏ聛沓?電。
麻省理工學(xué)院（MIT）的格布蘭德?塞德（Gerbrand Ceder）和拜昂伍?康（Byoungwoo Kang）希望改變這一 情
2、況，從而使電動汽車成為普通的消費(fèi)品，而不是一件奢侈的“玩具”。 3月12日的《自然》雜志公布了
他們研制新電池材料的技術(shù)細(xì)節(jié)，如果一切順利的話，這種新材料將大大提高電池的充電速度。
儲存電能的方式有兩種。一種是標(biāo)準(zhǔn)蓄電池，整個電極材料用作儲存媒介。這樣可以儲存大量的電 能，但電能的提取相對較難，只能慢慢地釋放。另一種方式被稱為超級電容器，只在電極的表面儲存電 能，充電和放電都很快，但無法儲存大量電能。蓄電池領(lǐng)域的一大追求就是尋找既能夠儲存大量電能又能 夠迅速放電的材料，而塞德教授和康博士所研究的正是這種材料。
鋰離子電池，顧名思義，就是通過鋰離子 （攜帶正電荷）和電子（攜帶負(fù)電荷）的共同
3、運(yùn)動而儲存和釋放
電能。電子小且易移動，而鋰離子大且運(yùn)動也慢。在標(biāo)準(zhǔn)的鋰離子電池中，一個電極由磷酸亞鐵鋰材料制 成，另一個電極則由石墨制成。鋰離子通過中間的電解質(zhì)從石墨電極移動到磷酸鹽電極，而電子則通過外 電路完成自己的旅程。當(dāng)電池再次充電時，兩者的運(yùn)動方向正好相反。
離子進(jìn)、電極出的速度決定電池的充、放電速度。石墨具有開放的結(jié)構(gòu)，容易穿透。然而，就磷酸亞 鐵鋰及類似材料而言，其晶體結(jié)構(gòu)只有一個進(jìn)出方向，容易造成移動堵塞，使得離子運(yùn)動速度減慢。
塞德教授和康博士用兩種不同的材料來制造電極，其中一種材料擅長儲存離子，另一種材料則擅長傳
導(dǎo)離子。兩種物質(zhì)排列在直徑小于 50納米的球體內(nèi)，每
4、個球體的核心是一個磷酸亞鐵鋰晶體， 它與標(biāo)準(zhǔn)電
池材料的作用相同。然而，其表面由磷酸鋰的玻璃體（即非晶體形式）構(gòu)成。磷酸鋰玻璃體擅長傳導(dǎo)鋰離子，
盡管它無法儲存很多離子，但它還是一個超級電容器。任何抵達(dá)球體的離子都能夠在球體表面迅速傳導(dǎo)，
直至進(jìn)入球心的儲電部分。如果電池正處于充電狀態(tài)則路徑相反。
這里的精妙之處在于小球的制作方式。球體處于一種含鐵量不足以使其變成純磷酸亞鐵鋰的熔融狀
態(tài)，當(dāng)熔融體最終冷卻下來時，就不會再形成更多的磷酸亞鐵鋰。之后生成的只是磷酸鋰，通過精確調(diào)
控，研究人員最終使小球覆蓋上一層玻璃體而非晶體。
在電池的實(shí)驗(yàn)測試中，這種材料能在幾秒鐘內(nèi)完成充電和放電。因此，在未來，如果你想周末出趟遠(yuǎn)
門，就無須為中途沒電而擔(dān)心了。
[資料來源： The Economist ]
電動汽車配上快速充電電池
