研究人员发现锂电池快速充电的新途径 比正常情况下快五倍

也许当拥有一辆纯电动汽车最令人沮丧的就是电池充满电需要多长时间。以特斯拉为例，使用最强大的充电站将其充电至80%的容量需要大约40分钟。

长期以来，科学家们一直认为物理定律限制了安全给电池充电的速度，但犹他大学化学工程助理教授陶高的一项新研究为创造一种短时间内充电的电池打开了大门。

犹他大学化学工程系助理教授陶高已经对锂离子电池的本质有了更多的了解，锂离子电池可能导致电池的充电速度比以前快得多。

高教授的研究在科学杂志《焦耳》上发表的一篇新论文中有详细介绍。高晓松是麻省理工学院的博士后研究员，在麻省理工学院化学工程教授马丁·巴赞特的指导下进行了这项研究。高现在正在犹他大学进行这项研究，他在那里进一步开发能够快速充电的先进锂离子电池。

这一认识为未来解决这一挑战所需的工程工作奠定了基础，高说，现在我们知道该去哪儿了。对于需要做什么，我们有一个清晰的愿景。

锂离子电池因其高能量密度、低重量和长寿命而成为便携式电子产品和全电动汽车的热门选择。它们也被用于笔记本电脑、便携式电器和太阳能存储。

但是锂离子电池的充电速度会被一种叫做“锂电镀”的现象所阻碍，这是一种副作用，当锂离子过快地注入石墨粒子时会发生这种情况。高将锂离子电池的操作比作在桌子上来回拍打的乒乓球。在充电过程中，锂离子从正极移动到负极。充电速率与球的运动速度相似。高解释说，当锂离子移动过快，电池中的石墨颗粒无法捕捉到它时，就会发生锂电镀。在充电时，这可能是危险的，会导致电池着火或爆炸，所以这限制了电池的充电速度。它也会严重损坏电池，限制其使用寿命。

高的发现揭示了控制电池充电过程中石墨粒子中电镀锂现象的重要物理规律，并使电池运行过程中电镀锂的预测成为可能。

我们设计了一个实验，可以看到负极在充电过程中发生了什么。我们可以看到石墨粒子作为负极材料，我们可以实时看到电池充电过程中发生了什么，他补充说，现在我们理解了其中的物理原理。这为我们解决这一限制并改善电池充电性能提供了方向。

高相信，有了这一新认识，新技术可以创造出一种汽车电池，它可以以比正常速度快5倍的速度充满电，或只需10分钟多一点，而不会有危险或过快退化的风险。他说，用最快的充电器充电通常需要半个多小时，而充满电也只需要10分钟。

现在，高和他的研究人员对锂离子充电背后的科学有了更好的了解，他相信我们可以在3到5年内看到手机有更好的电池，在5到10年内看到全电动汽车有更好的电池。