在很多情況下，電子設(shè)備能用多久取決于電池的壽命。不過，這種狀況可能持續(xù)不了多久。美國研究人員近日發(fā)明了一種以金納米線為材料的新型電池，可以反復(fù)充放電數(shù)萬次。這一突破可能使生產(chǎn)壽命超長甚至終生無需更換的商業(yè)電池成為現(xiàn)實(shí)。

研究人員展示以金納米線為材料的新型電池。

納米線直徑只有頭發(fā)絲的幾千分之一，但導(dǎo)電性極強(qiáng)，而且具有很大的表面積來儲(chǔ)存和傳輸電子?？蒲腥藛T一直嘗試在電池中使用納米線。不過，納米線極其脆弱，難于承受反復(fù)充放電和卷繞。在傳統(tǒng)鋰離子電池中，它們會(huì)發(fā)生膨脹并最終斷裂。

為了解決這個(gè)問題，美國加利福尼亞大學(xué)爾灣分校研究人員先為金納米線罩上一層二氧化錳外殼，然后將其卷繞在一起，置入用類似樹脂玻璃材料構(gòu)成的電解質(zhì)中。他們發(fā)現(xiàn)，這種設(shè)計(jì)十分穩(wěn)定有效。

在通常情況下，鋰電池最多充放電幾千次就“壽終正寢”了，但負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究的博士研究生妙樂泰(音譯)在3個(gè)月內(nèi)將實(shí)驗(yàn)電池裝置反復(fù)充放電20萬次，沒有出現(xiàn)電池儲(chǔ)電能力下降或納米線折斷的情況。研究人員認(rèn)為，這是因?yàn)榻饘傺趸锿獾哪z狀物可以增強(qiáng)納米線的柔韌性，從而避免其發(fā)生斷裂。這項(xiàng)研究證明，納米線材料會(huì)使壽命極長的電池成為現(xiàn)實(shí)。

論文作者之一、該?；瘜W(xué)系主任雷吉諾德·佩納認(rèn)為，這一發(fā)現(xiàn)是勤奮與運(yùn)氣的結(jié)晶。他介紹，妙樂泰在做實(shí)驗(yàn)時(shí)無意中給納米線覆蓋上一層很薄的膠狀薄膜，然后對(duì)其進(jìn)行了充放電。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這種方法竟然可以大大提高電池的充放電次數(shù)，而且不會(huì)導(dǎo)致電池儲(chǔ)電能力下降。

這一研究成果發(fā)表在最新一期《美國化學(xué)學(xué)會(huì)能源研究快報(bào)》上。