開發(fā)完美的電池是一個漫長而艱巨的過程。納米線技術(shù)可以取代鋰離子電池作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)嗎？

盡管鋰離子電池具有相當(dāng)復(fù)雜的充電要求，但它們目前在每個重量上保持大量能量的能力是至關(guān)重要的。當(dāng)然鋰離子電池并不完美，但它們足夠好，幾乎每個便攜式設(shè)備都包含它們。但納米線可能只會取代鋰離子電池的受歡迎程度。

納米線是僅有納米寬度的小線，由于它們的尺寸，它們可以利用量子力學(xué)的特性。

利用金納米線，UCIrvine的研究人員創(chuàng)造了一種電池，能夠達(dá)到200,000次放電循環(huán)，電荷存儲效率為94-96％。這對于鋰離子電池來說是前所未有的，因?yàn)樗鼈兺ǔH持續(xù)約500+次充電循環(huán)。

他們是如何工作的？

由于納米線非常小，因此可以以更小的體積實(shí)現(xiàn)更大的表面積。反過來，這允許存儲更多電荷。

然而，納米線確實(shí)存在循環(huán)穩(wěn)定性或納米線重復(fù)充電時的破壞問題。過渡金屬氧化物用于幫助解決這個問題，加州大學(xué)歐文分校的研究人員最終使用氧化錳和聚（甲基丙烯酸甲酯ICfans）凝膠電解質(zhì)來實(shí)現(xiàn)大量的放電循環(huán)。這種化學(xué)組合允許更穩(wěn)定的納米線，因?yàn)樗鼈兊挚箯姆磸?fù)充電和放電中分解。雖然金納米線在這種情況下被證明是最好的，但他們也測試了鋰納米線，其穩(wěn)定性相對較低。

所描述的金納米線電池的框圖。

應(yīng)該注意的是，這些測試是在沒有正負(fù)極“端子”（陽極和陰極）的情況下進(jìn)行的，因?yàn)檫@絕不是在成品相附近的任何地方。產(chǎn)生的電池幾乎不像電池，因?yàn)樗挥蓛蓚€陰極組成，這在連接在一起時更有利于測試充電周期。當(dāng)一個陰極充電時，另一個放電，并且它們在該放電循環(huán)中來回移動。

幾種納米線和過渡金屬氧化物的放大圖像。

它們?nèi)绾斡杏茫?/span>

如今，鋰離子電池在各種形式的移動技術(shù)中無處不在，但它們的壽命相當(dāng)短。手機(jī)電池在開始降低充電容量前僅持續(xù)一年。消費(fèi)者最終不得不以箱子或大磚的形式獲得外部電池，同時等待他們的合同到期以獲得新的新手機(jī)（假設(shè)電池?zé)o法進(jìn)入）。筆記本電腦因其老化而失去電池壽命而臭名昭著，電池更換也不便宜。

納米線電池可以解決所有這些因?yàn)樗鼈兙哂蟹浅ｉL的壽命。納米線電池很可能能夠?yàn)橐苿与娮釉O(shè)備提供更長的使用壽命，因?yàn)檫@些類型的電池可能不需要更換幾十年。當(dāng)然，這是暫時的-但這個概念并不是很遙遠(yuǎn)。雖然超級電容器的充電速度非常出色，但由于存儲的能量較少，它們肯定不會很快取代傳統(tǒng)電池。

納米線電池更有可能成為推動市場發(fā)展并進(jìn)入我們口袋和辦公室的下一代電池技術(shù)。正如加州大學(xué)歐文分校的研究人員所述，金納米線電池相當(dāng)昂貴，但有可能用鎳代替金，并且仍有大量的充電周期。尚未對鎳納米線進(jìn)行測試。