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科技要聞：?開發納米管可以使電池壽命延長一倍

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科技要聞：?開發納米管可以使電池壽命延長一倍

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十多年來 ， 許多科學家的夢想向來是開辟一種方法來改進鋰離子電池，從而延長電池壽命 。
用硅替換一個端子中的石墨部件，這種硅可以儲存多達10倍的電荷，從而提高壽命 。然而，經過一個充放電循環后，硅就會開裂和解體 ， 使電池變得無用 。
現在，由斯坦福大學和斯坦福國家加速器實驗室(SLAC)的科學家組成的團隊，由材料科學家易崔(Yi Cui)領導，開辟了一種解決方案：一種在解體前持續超過6000個周期的雙壁納米結構 。
鋰離子電池的使用是為了給從電子汽車到家用電子產品的所有東西供電，因為它們在一個小包裝中包含了相對較高的功率 。該系統通過一種操縱機制工作，限制鋰離子在兩個終端之間流過流體電解質的數量-稱為陽極和陰極 。
陽極是用石墨制成的 ， 用來儲存電荷 。然而，石墨只能容納六分之一的碳原子附著在鋰離子上-導致低效的能量釋放 。相比之下，硅同意 四個鋰離子與一個硅原子結合，使能量增加10倍 。
問題是這種反應也會導致鋰的膨脹和收縮，導致電池的快速損壞 。
為了防止這種情況的發生，科學家團隊設計了雙壁硅納米管，并將其包覆在氧化硅中 。最新的原型是五年試驗的結果，硅氧化物的頑強陶瓷性質阻撓了鋰的膨脹-減少了化學反應造成的破壞量 。
測試表明，通過將硅保持在納米管的中空內部，電池已經能夠以85%的容量存活，超過6000個充放電循環 。
崔說：
這是一個非常令人興奮的進展，我們的目標是制造比今天更小 ， 更輕，更持久的電池 。
該研究結果于3月25日發表在《自然納米技術》(Nature Nanotechnology)上，題為“通過固-電解質相間操縱使雙壁硅納米管電池陽極穩定循環” 。
【科技要聞：?開發納米管可以使電池壽命延長一倍】崔先生說，未來的研究將集中在簡化雙壁硅納米管的生產 。斯坦福已經將設計專利授權給了一家由研究人員自己資助的公司，名為Amprius 。短期目標是將鋰離子電池的容量提高一倍，長期目標是將能源容量提高五倍 。