太空用新型電池問世：使用硅材料，充電更快、更輕便
2020-09-02 09:27:27 科技日報
研究人員之一、克萊姆森大學(xué)科學(xué)家拉瑪克里斯納·波迪拉表示：“大多數(shù)衛(wèi)星主要從太陽獲取能量，但衛(wèi)星也必須做到處于地球陰影下時仍能存儲能量，因此衛(wèi)星上配備的電池要盡可能輕，衛(wèi)星越重，任務(wù)成本越高。”
波迪拉團隊用硅材料研制出了最新電池。硅可以包裹更多電荷，這意味著更多能量可以存儲在較輕的電池中。盡管科學(xué)家一直以來都非常重視硅的儲電能力，但硅在放電時會分解成較小碎片。鑒于此，波迪拉等人使用微小的硅“納米”顆粒來替代，這些顆粒可提高穩(wěn)定性并提供更長的循環(huán)壽命。
研究人員先用名為“巴克紙”（Buckypaper）的碳納米管材料制成一層一層的結(jié)構(gòu)，然后將硅納米顆粒夾在中間——就像“三明治”一樣制造出了新型電池。
波迪拉說，采用這種內(nèi)部結(jié)構(gòu)，即使硅顆粒破裂，它們也“仍在三明治中”。
研究人員表示：“獨立的碳納米管片使硅納米粒子彼此之間通過電相互連接。這些納米管形成了準(zhǔn)三維結(jié)構(gòu)，即使經(jīng)過500次循環(huán)，硅納米粒子也能簇擁在一起，并減輕了由于納米粒子破裂而產(chǎn)生的電阻。”
使用硅和其他納米材料制成的電池不僅可以提高容量，還可以更高的電流為電池充電，從而縮短充電時間。由于新電池使用納米管作為緩沖機制，因此，充電速度比當(dāng)前快4倍。此外，新電池“體重”輕，充電速度更快，效率大大提高，這對身著由電池供電宇航服的宇航員們來說也更有利。
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