現(xiàn)在，電動(dòng)汽車(chē)越來(lái)越受歡迎，一些關(guān)鍵問(wèn)題日益受到關(guān)注。據(jù)外媒報(bào)道，得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校（UT Austin）的研究人員試圖解決電動(dòng)汽車(chē)面臨的兩個(gè)大問(wèn)題：續(xù)航里程短和充電速度慢。

（圖片來(lái)源：UT Austin）

該校研究人員制造了一種新型電極，可以釋放更多的能量，并加快充電速度，用于鋰離子電池。通過(guò)制造更厚的電極，并利用磁鐵創(chuàng)建獨(dú)特的排列方式，避免產(chǎn)生影響制造合規(guī)關(guān)鍵組件的常見(jiàn)問(wèn)題。與配備現(xiàn)有商用電極的電池相比，使用這種電極的電池單次充電，有望實(shí)現(xiàn)兩倍的續(xù)航里程。

得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校沃克機(jī)械工程系和得克薩斯材料研究所的Guihua Yu教授表示：“通常情況下，二維材料被視為一種富有前景的高速儲(chǔ)能應(yīng)用，只需要幾納米厚的材料，就可以快速傳輸電荷。然而，對(duì)于基于厚電極設(shè)計(jì)的下一代高能電池來(lái)說(shuō)，納米片重新堆疊可能?chē)?yán)重阻礙電荷傳輸，難以同時(shí)提供高能和快速充電。”

這一發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵在于，利用薄的二維材料作為電極構(gòu)建塊，將其堆疊起來(lái)形成厚度，然后通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)控制方向。在制造過(guò)程中，該團(tuán)隊(duì)使用商用磁鐵來(lái)垂直排列二維材料，為離子通過(guò)電極創(chuàng)建快速通道。

通常情況下，采用更厚的電極，會(huì)使離子在電池中移動(dòng)的距離更長(zhǎng)，從而延長(zhǎng)充電時(shí)間。使用常見(jiàn)的水平排列材料層來(lái)構(gòu)建電極，則會(huì)使離子迂回前進(jìn)。

該研究項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Zhengyu Ju表示：“新電極表現(xiàn)出優(yōu)越的電化學(xué)性能，比如高機(jī)械強(qiáng)度、高導(dǎo)電性。獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)促進(jìn)了鋰離子傳輸?！?/p>

除了將這種電極與商用電極進(jìn)行比較，研究人員還使用相同的材料制作了一個(gè)水平排列的電極，以達(dá)到控制實(shí)驗(yàn)的目的。結(jié)果顯示，使用垂直厚電極，可在30分鐘內(nèi)充電至50%，而水平電極則需要2小時(shí)30分鐘。

研究人員強(qiáng)調(diào)，目前這項(xiàng)研究只探討了一種電池電極，該領(lǐng)域的工作還處于早期階段。研究人員希望，推廣這種垂直排列電極層的方法，將其應(yīng)用于使用不同材料的其他類(lèi)型電極。未來(lái)有望實(shí)現(xiàn)快速充電高能電池，為電動(dòng)汽車(chē)提供動(dòng)力。