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通常，電動(dòng)車充滿電大約需要7至10小時(shí)。即使采用快速充電技術(shù)，仍然需要至少30分鐘的時(shí)間，而且前提是充電站有空位。如果電動(dòng)汽車的充電速度能夠像傳統(tǒng)燃?xì)馄嚰佑鸵粯涌欤敲措妱?dòng)汽車充電站的短缺問題將得到緩解。 電動(dòng)汽車中使用的鋰離子電池的效率取決于其陽極材料存儲(chǔ)鋰離子的能力。近日，有媒體報(bào)道，韓國浦項(xiàng)科技大學(xué)化學(xué)工程系和黑色能源材料技術(shù)研究所的Won Bae Kim教授帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新型陽極材料。這一突破性技術(shù)將存儲(chǔ)容量提高了理論極限約1.5倍，并使電動(dòng)汽車能夠在短短6分鐘內(nèi)完成充電。該研究因其卓越性而獲得認(rèn)可，并作為封面論文發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》雜志上。 研究團(tuán)隊(duì)采用了一種新穎的自混合方法，通過一個(gè)簡(jiǎn)單的置換反應(yīng)過程，合成了具有較大表面積的錳鐵氧體納米片。這種新型材料可以儲(chǔ)存更多的鋰離子，突破了其理論極限。 在這項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種新方法來合成錳鐵氧體納米片，這種材料既有優(yōu)異的鋰離子儲(chǔ)能能力，又有良好的鐵磁性。 具體而言，他們首先在混合了錳氧化物和鐵的溶液中進(jìn)行了一次置換反應(yīng)，形成了一個(gè)異質(zhì)結(jié)構(gòu)化合物，內(nèi)部是錳氧化物，外部是鐵氧化物。然后，團(tuán)隊(duì)利用水熱法制備出厚度僅為納米級(jí)的錳鐵氧體納米片。這種方法利用了高自旋極化的電子，顯著提高了儲(chǔ)存大量鋰離子的能力。 在這項(xiàng)研究中，研究小組設(shè)計(jì)了一種新的方法來合成錳鐵氧體作為陽極材料，以其優(yōu)越的鋰離子存儲(chǔ)容量和鐵磁性而聞名。首先，在錳氧化物和鐵的混合溶液中發(fā)生了電取代反應(yīng)，生成了一種內(nèi)部是錳氧化物，外部是鐵氧化物的異質(zhì)結(jié)構(gòu)化合物。 這項(xiàng)創(chuàng)新使得團(tuán)隊(duì)有效地超越了錳鐵氧體陽極材料的理論容量50%以上。擴(kuò)大陽極材料的表面積有利于大量鋰離子的同時(shí)移動(dòng)，從而提高了電池的充電速度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，只需要6分鐘就可以為與目前市場(chǎng)上電動(dòng)汽車相當(dāng)容量的電池充滿電。 研究人員表示，這項(xiàng)研究簡(jiǎn)化了制備陽極材料的復(fù)雜過程，在提高電池容量和加快充電速度方面取得了突破性進(jìn)展。 這一團(tuán)隊(duì)表示： 利用電子自旋改變表面的合理設(shè)計(jì)，克服傳統(tǒng)陽極材料的電化學(xué)局限性，提高電池容量，這是一種新的認(rèn)識(shí)。這一發(fā)展可能會(huì)提高電池的耐用性，縮短電動(dòng)汽車的充電時(shí)間。 |
