據(jù)外媒報道，近日，來自俄羅斯的科學家們通過對一種新型材料的實驗找到了一種能擁有大量具有前景的性能優(yōu)勢--尤其是能提供目前解決方案的三倍容量--的電池設計。這一突破來自于鏤空納米球取代電池電極的材料，這樣做的好處是設備不僅能保持更多的電荷而且能在相當長的一段時間內(nèi)保持穩(wěn)定。

從智能手機到筆記本電腦再到電動汽車，鋰離子電池都是用石墨作為負極來供電的。陽極則是科學家尋求提高電池性能的關鍵焦點。

對于俄羅斯國立科技大學(MISIS)的研究人員來說，這意味著探索可能提供更高效率的石墨陽極替代品。研究人員通過一種叫做超聲波噴霧熱解技術，特殊金屬的離子通過超聲波變成霧狀，然后水在高溫下蒸發(fā)，于是就此創(chuàng)造出了具有中空多孔結(jié)構(gòu)的微球。

在將這些電池被集成到鋰電池中作為陽極后，研究小組進過測試觀察到性能上的一些好處。這種新型材料不僅能使電池的容量達到傳統(tǒng)鋰離子電池的幾倍，并且在1000次充電循環(huán)中，負極的空心化的特性也得到了很好的保留。這可以緩沖充電過程中發(fā)生的容積變化以此來幫助電池在相當長的使用壽命中保持穩(wěn)定。

研究作者Evgeny Kolesnikov說道：“我們提取的多孔納米微球(成分為Cu0.4Zn0.6Fe2O4)用作負極材料，其容量是市場上現(xiàn)有電池的三倍。”此外，與其他有前景的石墨替代品相比，它允許充放電循環(huán)次數(shù)增加5倍。這種改進是由于特殊的納米結(jié)構(gòu)和所用元素的組合產(chǎn)生的協(xié)同效應而實現(xiàn)的。”

跟以往這類研究一樣，將受控實驗室環(huán)境下的這些有前景的實驗結(jié)果轉(zhuǎn)化為可以為智能手機供電三天的電池遠非易事。但對于下一代電池來說，如此高的容量和出色的循環(huán)穩(wěn)定性是非常可取的特性，因此這項研究為該領域的科學家探索開辟了另一條有前景的途徑。