对于智能手机来说,目前最大的瓶颈是锂电池,不少科学家也在积极寻找新的解决方案。 现在,麻省理工学院 (MIT) 的科学家为未来带来了令人兴奋的进步,展示了一种新的固态电池结构,克服了当前的一些设计限制。这些实验装置被称为固态电池,可以通过大幅提高电池内部的能量密度来显着延长电动汽车和移动设备的使用寿命。 发表的一篇研究论文表明,目前锂电池的阳极由铜和石墨的混合物制成,但如果由纯锂制成,可能能够突破当前锂离子化学的能量密度瓶颈。
该团队开发了一种称为混合离子电子导体(MIEC)和电子和锂离子绝缘体(ELIs)的固体材料组合。它们被图案化为三维蜂窝结构,而由 MIEC 制成的纳米管构成了这个难题的关键部分。 这些管子注入固体锂金属以形成电池阳极。由于每个管内都有额外的空间,因此锂金属在充电和放电时有额外的膨胀和收缩空间。
通过这种方式,材料在固体和液体材料之间保持微妙的平衡,并且非常像液体一样移动。 所有这一切都发生在蜂窝结构阳极内部,ELI 涂覆在管壁上,充当其与固体电解质之间的粘合剂。这意味着当电池充电时,锂金属的波动尺寸完全包含在结构内,而其外部尺寸保持不变。 未来,这项技术将有可能制造出重量约为当前设计的1/4但具有相同存储容量的阳极。
该团队表示,通过将其与其他先进的阴极设计相结合,将有可能生产出与今天重量和尺寸相同但只需每三天充电一次的智能手机。