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電池，阿貢光電融合新機(jī)制,電池充電,充電速度,電動汽車充電，透明電池

（圖源：阿貢官網(wǎng)）

據(jù)外媒報道，美國能源部阿貢國家實驗室的研究人員開發(fā)新機(jī)制，加快電動汽車鋰離子電池充電速度。只需將正極暴露在集中的光束下（如氙燈發(fā)出的白光），電池充電時間就會縮短一半或更多。如果投入商用，這項技術(shù)或?qū)⒏淖冸妱悠嚨挠螒蛞?guī)則。

因為電動汽車充電時間長，或者充電站位置太遠(yuǎn)，車主們普遍存在“里程焦慮”。對于推進(jìn)電動汽車普及化來說，快速充電仍然是關(guān)鍵挑戰(zhàn)。現(xiàn)在的超級充電站通過向電池提供大電流，實現(xiàn)快速充電。然而，在過短的時間內(nèi)輸入過高電流，會降低電池的性能。

通常情況下，車用鋰離子電池充電時，需要一定的時間才能完成電化學(xué)反應(yīng)，包括從氧化物正極中移除鋰，并將其插入石墨負(fù)極中。阿貢知名學(xué)者Christopher Johnson表示：“我們希望，在不破壞電極的情況下，輸送更大的電流，從而大大縮短電荷反應(yīng)時間。”

目前，鋰離子電池是在黑暗狀態(tài)下工作，電極被封裝在殼體中。相比之下，阿貢推出光輔助技術(shù)（photo-assisted），使用透明容器，在充電時通過集中的光束照亮電池電極。研究小組制作帶有透明石英窗的小型鋰離子電池。然后，讓白色的光從窗口照射到正極上，再測試沒有白光的情況。研究人員假設(shè)，在充電過程中，白光會與典型的正極材料發(fā)生良好的相互作用，并且證實了這點。正極材料是鋰錳氧化物，縮寫為LiMn2O4 （LMO）。

測試結(jié)果顯示，光與LMO相互作用，成為加速反應(yīng)的關(guān)鍵因素。作為半導(dǎo)體材料，LMO可以與光發(fā)生反應(yīng)，在充電時吸收光子，錳元素的電荷狀態(tài)會從三價態(tài)變?yōu)樗膬r態(tài)（Mn3+變?yōu)镸n4+）。因此，鋰離子從正極噴射出來的速度更快，從而加快電池反應(yīng)。研究小組發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)越快，充電速度越快，而且不影響電池性能和循環(huán)壽命。Johnson稱：“測試結(jié)果顯示，開燈后，電池的充電時間縮短至原來的一半。”

能源前沿研究中心Paul Fenter表示：“這是光和電池技術(shù)首次融合的結(jié)果，預(yù)示著電池創(chuàng)新充電概念的良好發(fā)展前景。”

引用地址：阿貢推光電融合新機(jī)制加速電池充電且不降低性能

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