鋰離子電池雖然有用且無處不在，但已接近極限，我們不太可能從中擠出更多的果汁。像鋰空氣和鋰金屬電池這樣的變化正在起作用，可能會取代它們，現(xiàn)在賴斯大學的研究人員在一種不太可能的成分的幫助下改進后者。該團隊發(fā)現(xiàn)，為陽極添加瀝青，鋰金屬電池充電速度更快，不太可能發(fā)生短路和失效。

為了制造新電池，萊斯研究人員使用未經(jīng)處理的天然瀝青衍生物天然瀝青，并將其與導(dǎo)電石墨烯納米帶混合。然后，通過電化學沉積過程將該復(fù)合物涂覆在鋰金屬中，以產(chǎn)生陽極。通過將該陽極與硫化碳的陰極組合來制造最終電池。

該團隊在超過500次充放電循環(huán)中測試了這些新型瀝青鋰金屬電池，并發(fā)現(xiàn)瀝青中的多孔碳材料使電池更穩(wěn)定。發(fā)現(xiàn)電池的功率密度為每公斤1,322瓦，能量密度為每公斤943瓦時。同時，每平方厘米20mA的高電流密度意味著這些電池可以比標準鋰離子電池快得多地充電。

“這些電池的容量是巨大的，但同樣值得注意的是，我們可以在五分鐘內(nèi)將它們從零電荷充電到完全充電，而不是其他電池需要的典型兩小時或更長時間，”首席研究員JamesTour說。在項目上。

新電池還有另一個重要的技巧：它們可以阻止樹突的形成。這些微小的鋰觸手通常在充電過程中在陽極上出現(xiàn)，并最終在整個裝置中伸出，直到它們到達另一個電極。這會使電池短路，在極端情況下會導(dǎo)致電池著火甚至爆炸。

但瀝青衍生物有助于防止這種情況，從而創(chuàng)造出更穩(wěn)定的電池。該過程中的活性成分是賴斯研究人員在之前的項目中發(fā)現(xiàn)的碳，使用石墨烯陽極和碳納米管。該團隊表示，這里的關(guān)鍵區(qū)別在于新設(shè)計更容易制作。

“雖然前者與這種新電池之間的容量相似，接近鋰金屬的理論極限，但新的瀝青衍生碳可以占據(jù)每單位面積更多的鋰金屬，制造起來更簡單，更便宜，”游覽。“沒有化學氣相沉積步驟，沒有電子束沉積步驟，也不需要從石墨烯中生長納米管，因此大大簡化了制造。”