康奈爾大學的工程師發明了一種新型鋰電池，充電時間不到五分鐘，比市場上任何此類電池都快，同時在較長的充電和放電週期中保持一致的效能。 這一突破可以緩解司機的“里程焦慮”，他們擔心電動汽車如果不進行耗時的充電就無法長途行駛。
“與電池成本和效能等其他障礙相比，里程焦慮是交通電氣化的更大障礙，我們已經找到了一種方法，可以通過良好的電極設計來消除它，”教授兼工程學院院長Lynden Archer說。 如果您可以在五分鐘內將電動汽車電池充滿電，那麼您就不需要足夠大的電池來行駛 300 英里。 您可以接受較小容量的電池，這可以降低電動汽車的成本並實現更廣泛的採用。 ”
該團隊的“鋰電池中的快速充電，長期儲存”發表在《焦耳》雜誌上。 主要作者是化學和生物分子工程專業的博士生金碩。
鋰離子電池是電動汽車和智慧型手機最流行的動力方式之一。 這些電池重量輕、可靠且相對節能。 但是，它們需要幾個小時才能充電，並且缺乏處理大電湧的能力。
研究人員指出，銦是一種非常有前途的快速充電電池材料。 銦是一種軟金屬，主要用於製造觸控螢幕顯示器和太陽能電池板的氧化銦錫塗層。
這項新研究表明，作為電池陽極，銦具有兩個關鍵特性：極低的遷移能壘，它決定了離子在固態中擴散的速率; 以及適度的交換電流密度，這與陽極中離子的還原速率有關。
這些特性的結合——快速擴散和緩慢的表面反應動力學——對於快速充電和長期儲存至關重要。
關鍵的創新是我們發現了一種設計原理，該原理允許電池陽極的金屬離子自由移動，在參與電荷儲存反應之前找到正確的配置。 “最終結果是電極在每個充電週期中都處於穩定的形態狀態。 這正是使我們的新型快速充電電池能夠重複充電和放電數千次迴圈的原因。 ”
該技術與道路上的無線感應充電相結合，將減小電池的尺寸和成本，使電動汽車成為駕駛員更可行的選擇。 然而，這並不意味著銦陽極是完美的，甚至是實用的。
“雖然這一結果令人興奮，因為它教會了我們如何獲得快速充電電池，但銦很重，並且有機會進行計算化學建模，也許使用生成式人工智慧工具，以了解其他輕質材料化學如何實現同樣低的阻尼值。 例如，是否有我們從未研究過的具有所需效能的金屬合金？ 這就是我喜歡它的地方，因為有乙個通用的原理在起作用，它允許任何人設計出更好的電池陽極，可以實現比最先進的技術更快的充電速率。 ”
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