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韩国研究小组开发出了一分钟就能充满电的“超高速充电”技术

韩国研究小组开发出了一分钟就能充满电的“超高速充电”技术

Posted August. 31, 2018 07:30   

Updated August. 31, 2018 07:30

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使用智能手机,电池总是存在问题。如果能放入大容量电池,就会很好,但机身整体重量也会变重,而且会产生充电时间过长等问题。最新型智能手机和平板电脑每充电一次可以打开画面7、8个小时左右,电动汽车每充电一次最大续驶里程可达200 ~ 300公里。如果能再提高一些性能的话再好不过,但以目前的电池技术而言,已经遇到了瓶颈。

 因此,最近人们开始更多的把目光转向“快速的充电”技术。因为一旦充电速度得到改善,即使使用时间不增加,便利性也会大幅提高。这就是最近被称为“快速充电(Quick Charge,快充)”的技术如此受欢迎的原因。提高充电电压和电流量,快速充电达到最大充电量的80%左右后,会自动调节电流量,慢慢充电。新型智能手机充电1小时左右可以冲到70 ~ 80%的程度。

 要想利用目前的技术把充电性能提升一大截,就必须开发新的电池技术。首先,试图进一步提高现有电池技术的研究依旧在进行。以目前主要使用的“锂离子电池”为基础,掺入硫磺来提高效率的“锂硫”电池、提高和氧气的反应效率的“锂空气”电池等备受关注。充电容量最多可猛增10倍,充电速度也可提升2、3倍。

 在电池性能改善研究中,韩国科学家的成果非常耀眼。锂硫电池的最大缺点是,在反复进行充电和放电数十次后电池性能就会急速下降,但韩国科学技术院(KAIST)生命化学工学系的金熙拓教授团队今年5月开发出了,将内部元件制成甜甜圈形状后可以解决这一问题的技术。可以充电600次,因此与目前的锂离子电池没有太大差异。美国达拉斯得克萨斯大学的曹京载教授研究小组也于4月份开发出了在电池中掺入钼来增加充电次数的方法。预计,2020 ~ 2030年该技术将实现实用化。

 有人正试图使用比电池更出色的新概念电路。在构成电路时使用的名叫“电容器”的配件是最基本的。该配件有储存电后放出的性质,在相机的闪光灯上经常被用到。用这种方式制造的名叫“超级电容器”的装置在临时停电时就会被用作供应电力的“无停电电源装置”。也就是说,要想进一步提升这种超级电容器的性能,就得像普通电池一样使用。由于充电速度和储存容量非常快和大,因此,在目前的情况下,可能会成为终极电能储存装置。

 在该领域的研究中,KAIST新材料工学系的姜政求教授以及研究团队发挥了带头作用。姜教授团队26日表示,团队开发出了充电速度比普通锂电池快100倍以上,充电容量也可以猛增数十倍的新概念“超级电容器”。从理论上来说,在1分钟内可以完全充满一部智能手机的电池,即使充电3万次也能保持性能。研究团队利用多孔性金属、氧化物、纳米粒子等,制造出了这种高效率的超级电容器。如果将这种超级电容器用于电动汽车,可以在几分钟内完成充电。姜教授表示:“高容量、高功率的特性将对新概念的能源储存装置的商用化做出重大贡献。”


田胜珉记者 enhanced@donga.com