康乃爾大學工程系的一個團隊創造出了一種新型鋰電池，它能在五分鐘內完成充電，比市場上任何同類電池都快……
 

與其他障礙(如電池的成本和性能)相比，續航里程焦慮症是交通電氣化的更大障礙。

康乃爾大學工程系的一個團隊創造出了一種新型鋰電池，它能在五分鐘內完成充電，比市場上任何同類電池都快，同時還能在長時間的充電和放電迴圈中保持穩定的性能。這一突破可以緩解駕駛的「里程焦慮」，可能會對電動車、可擕式電子產品和可再生能源儲存等各個產業產生深遠的影響。

該團隊的論文〈Fast-charge, long-duration storage in lithium batteries〉於1月16日發表在《Joule》雜誌上。主要作者是化學與生物分子工程博士生Shuo Jin。

鋰離子電池是電動車和智慧型手機最常用的動力設備之一。這種電池重量輕、性能可靠、能效相對較高。然而，它們充電需要數小時，而且缺乏處理大電流浪湧的能力。

研究團隊的目標是創造出充電和放電方式與日常生活一致的電池電極設計，希望電子設備能夠快速充電並長時間運行。為了實現這一目標，研究團隊找到了一種獨特的銦陽極材料，它可以與各種陰極材料有效搭配，從而製造出充電快、放電慢的電池。

對於他們的新型鋰電池，研究人員採取了不同的方法，重點研究電化學反應的動力學，特別是採用了一種稱為「達姆克勒數」的化學工程概念。這主要是衡量化學反應發生的速率與物質被輸送到反應場所的速率之間的關係。

新研究表明，銦作為電池陽極有兩個關鍵特性：能量變化極低，這決定了離子在固態中的擴散速度；交換電流密度適中，這與離子在陽極中的還原速度有關。快速擴散和緩慢的表面反應動力學這兩種特性的結合對於快速充電和長時間儲存至關重要。

※ 本文原刊登於EDN China網站，夏菲編譯