新材料将生产出更强充电更快的电池

麻省理工学院的研究人员表示，他们创造了一种新材料，可以为更快地充电电池铺平道路。

对改进的电化学储能设备(即电池)的需求不断增加，这源于广泛的技术。这包括电动汽车、在临时停电期间需要不间断电源的市政备用电源系统，以及农业、生物医学和国防领域的各种其他应用。

更高效的电池将有助于增加对更绿色、可持续未来的需求。

但最先进的电池技术存在一些缺点。一是电池充电所需的时间长度。正如麻省理工学院研究人员在《焦耳》杂志上发表的一份报告中指出的那样，另一个挑战是设计将高充电容量与“电容器的长循环寿命”相结合的电池。

他们解释说，锂离子电池(LIC)是当今使用的主要电化学储能设备。它们拥有高充电容量，但在充电时间方面存在不足。

作为替代方案，提出了包含大量廉价有机材料的设计。但发现它们的导电性降低了。其他利用模块化设计将LIC和电容器组合在特定设备中的方法被证明过于复杂且成本高昂。

根据焦耳报告的作者麻省理工学院研究生陈天阳的说法，这些问题“强烈推动了开发将LIC的高充电容量与电容器的快速充电和长循环寿命相结合的电极材料。”

Chen和他的团队想出了一种可用于电池阴极的有机材料组合，锂储存在放电电池中。

其他人尝试使用有机材料的尝试失败了，因为它们溶解在电池电解质中。

“虽然聚合和将有机分子与不溶性混合剂复合等策略可以限制电极溶解，”陈说，“设计本身不溶但仍允许快速电荷传输和存储的有机材料是困难的。”

但陈说，麻省理工学院实验室创造的材料保持稳定。

他说：“我们将双四氨基苯醌及其聚合物类似物聚(双四氨基苯醌)报告为赝电容性有机材料”用于电能存储设备。它们“在高充放电率下表现出高电荷存储能力。”

这种有机材料能够储存310毫安小时的电量，大约是目前锂离子电池阴极容量的两倍。

使用这些材料的电池充电时间为33秒。

他说，依靠丰富的镁或钠离子，而不是不太容易获得的锂，将以更低的成本产生最佳结果。