伊利諾伊大學的一個研究小組開發出了一項技術，這項技術可能對電動汽車（EV）和其他電子產品產生持久的影響。
該小組由材料科學與工程學教授保羅·布勞恩領導，他們開發出了一項技術，可以大大縮短鋰離子電池的充電時間。鋰離子電池為手機、筆記型電腦和除顫器等電子產品供電。鋰離子電池也為電動汽車供電，電動汽車在家充電可能需要整夜，在電動汽車充電站充電也可能需要一個小時。
布勞恩的研究成果上週發表在《自然·奈米技術》雜誌的線上版上，這可能使電動汽車的充電時間與加滿一箱油的時間相當。布勞恩說，像手機這樣的小型裝置可以在一分鐘之內充滿電。
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他說：“我們在實驗室裡有可以在幾十秒內充電的電池。”
當電池充電時，能量在正極和負極之間移動。當電池為產品供電或放電時，能量則以相反的方向在負極和正極之間移動。布勞恩的研究小組為電池正極開發了一種三維奈米結構，這種結構使電池的充電速度比傳統電池快得多。
傳統的鋰離子或鎳氫充電電池包含活性材料，這些活性材料被放置在薄膜中。薄膜使電池能夠快速充電和再充電，但代價是隨著時間的推移會顯著退化。由於薄膜很薄，因此無法儲存太多能量。這種密度不足會導致快速退化。
布勞恩的發明是將薄膜包裹在一個三維結構周圍，這種結構可以在快速充電和再充電的同時，實現更大的能量儲存容量。三維結構的組裝方法是在表面塗上微小的球體。球體之間的空間用金屬填充。然後將兩者熔合在一起，留下多孔的、海綿狀的表面。接下來，孔隙被擴大，然後在結構上塗上薄膜。
布勞恩說，奈米結構並非不會退化，但由於其效率比傳統電池高 10 倍，因此這個過程會延長。他還預計，更高的效率將使電動汽車電池在寒冷溫度下工作得更好，儘管他的小組尚未進行研究來驗證這一點。
他說，要使電動汽車電池的充電速度與加滿一箱油的速度一樣快，就需要與今天的基礎設施不同的基礎設施。充電站將需要提供足夠的電力，但布勞恩表示，技術發展最終應該為此創造動力。
布勞恩說，雖然奈米結構使電池的密度提高了 20% 到 30%，但最大的改進是充電速度的提高。
布勞恩的研究小組在奈米結構上工作了大約兩年。他說，由於奈米結構應用於電池的正極，下一步是研究改進負極，並進一步提高電池密度。
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