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锂离子电池虽然有用且无处不在，但已接近极限，我们不太可能从中挤出更多的果汁。像锂空气和锂金属电池这样的变化正在起作用，可能会取代它们，现在赖斯大学的研究人员在一种不太可能的成分的帮助下改进后者。该团队发现，为阳极添加沥青，锂金属电池充电速度更快，不太可能发生短路和失效。 为了制造新电池，莱斯研究人员使用未经处理的天然沥青衍生物天然沥青，并将其与导电石墨烯纳米带混合。然后，通过电化学沉积过程将该复合物涂覆在锂金属中，以产生阳极。通过将该阳极与硫化碳的阴极组合来制造最终电池。 该团队在超过500次充放电循环中测试了这些新型沥青锂金属电池，并发现沥青中的多孔碳材料使电池更稳定。发现电池的功率密度为每公斤1,322瓦，能量密度为每公斤943瓦时。同时，每平方厘米20mA的高电流密度意味着这些电池可以比标准锂离子电池快得多地充电。 “这些电池的容量是巨大的，但同样值得注意的是，我们可以在五分钟内将它们从零电荷充电到完全充电，而不是其他电池需要的典型两小时或更长时间，”首席研究员James Tour说。在项目上。 新电池还有另一个重要的技巧：它们可以阻止树突的形成。这些微小的锂触手通常在充电过程中在阳极上出现，并最终在整个装置中伸出，直到它们到达另一个电极。这会使电池短路，在极端情况下会导致电池着火甚至爆炸。 但沥青衍生物有助于防止这种情况，从而创造出更稳定的电池。该过程中的活性成分是赖斯研究人员在之前的项目中发现的碳，使用石墨烯阳极和碳纳米管。该团队表示，这里的关键区别在于新设计更容易制作。 “虽然前者与这种新电池之间的容量相似，接近锂金属的理论极限，但新的沥青衍生碳可以占据每单位面积更多的锂金属，制造起来更简单，更便宜，”游览。“没有化学气相沉积步骤，没有电子束沉积步骤，也不需要从石墨烯中生长纳米管，因此大大简化了制造。” |
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