美国研发更轻、充电速度更快的电池 可用于太空车和电动汽车

石墨阳极储能不够，不妨试试硅阳极。

据外媒报道，美国克莱姆森大学（Clemson University）科学家们正在进行一项电气化研究，可能会制成更轻、充电速度更快的电池，适合用于给航天服，甚至是火星车提供动力。该项研究由NASA提供资助，而且研究人员表示，该款变革性新电池很快将用于美国卫星上。

图片来源：克莱姆森大学

研究人员表示：“大多数卫星都从太阳获取能量，但是卫星必须能够存储能量，以备其处于地球阴影下时可以使用此类能量。我们必须要让电池尽可能轻，因为卫星越重，成本也越高。”

图片来源：克莱姆森大学

研究人员表示，为了理解其获得的突破，人们可以将锂离子电池的石墨阳极想象成一副牌，每张牌代表一层石墨，用于存储电荷。问题在于，石墨并不能存储太多电荷。克莱姆森大学研究小组选择了硅，因为硅能够存储更多电荷，即更轻的电池可以存储更多的能量。虽然科学家们长期以来一直认同硅具有高容量电存储能力，但是此种材料在充放电时会分裂成更小的碎片。于是，该团队提出一个解决方案，利用微小的“纳米”硅颗粒，增加其稳定性，让其拥有更长的循环寿命。即不是由石墨组成一副牌，新电池采用一层层称为巴克纸的碳纳米管材料，其中夹有硅纳米颗粒。采用此种内部封装法，即使硅颗粒分裂，仍然还在夹层里面。

研究人员表示：“此类独立的碳纳米管薄片让硅纳米颗粒彼此通电相连，纳米管会形成准3D结构，即使在500次充放电循环后，仍然让硅纳米颗粒固定在一起，而且可以减小纳米颗粒破裂时产生的电阻。”

采用硅和其他纳米材料制成的电池不仅容量得到增加，还能够以更高的电流给电池充电，从而加快充电速度。此外，因为新电池采用纳米管作为缓冲机制，新电池的充电速度得以比目前快4倍。

更轻、充电速度更快、效率大大提高的电池不仅对于穿着由电池驱动的航空服的宇航员而言是件好事，对于需要将宇航员送到目的地的科学家和工程师而言，也是件好事。

研究人员还表示，此类新电池很快也可以应用到电动汽车上。下一步，研究人员想要与工业伙伴合作，将此种在实验室中实现的技术转化为可以进入市场的技术。