鋰電技術突破：充電15分，容量大10倍

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文/沈經 2011-11-17

既使在一年，約相當於150次充、放電之後，仍擁有現有鋰電池五倍的蓄電量。這項技術預計可在3到5年左右應用到市面的產品中。

美國西北大學化學及生物工程系教授Harold Kung帶領的研究團隊開發出新的技術，宣稱可以在15分鐘之內讓鋰電充滿電，且蓄電量增加十倍，充電時間卻只要原來的十分之一。

孔教授表示，要增加鋰電池的蓄電量，必須讓更多鋰離子可以與作為正極的石墨產生化學作用，以往科學家曾經以矽片代替石墨片提昇蓄電量的密度，但矽片會受到電池充、放電過程產生的熱膨脹而破碎，反而降低可以作用的鋰離子數量。

該團隊使用石墨夾雜矽製程的複合物，由石墨保護矽不致於因膨脹而破裂，而該複合物可以將正電極型態從平面變成立體型態，加上矽可以容納的鋰離子高於石墨，因此大幅提昇可以發揮作用的鋰離子密度。

在充電時間方面，如果單純使用石墨作為正極，鋰離子需要比較多的時間才能與石墨產生化學作用，但新的複合物加大可作用鋰電子數量，加上該團隊讓石墨產生10至20奈米大小的孔，大幅提昇鋰離子抵達石墨的速度。

最後可以讓手機電池在15分鐘就可以充滿電，十倍蓄電量約可以讓手機運作一週。既使在一年，約相當於150次充、放電之後，仍擁有現有鋰電池五倍的蓄電量。這項技術預計可在3到5年左右應用到市面的產品中。

該份研究報告刊登在先進能源材料期刊（Advanced Energy Materials），該團隊表示除了對電池正極材質進行改良之外，後續將研究電池負極材質以提升電池的效率，及電解質在高溫下運作的安全機制，以便將此技術用於電動汽車等方面。（編譯/沈經）