打火机，更快的充电电池可以让您更轻松地探索火星

时间：2021-10-09 13:52:05 来源：

打火机，更快充电的电池可能是一种更有效的供电方式。

美国宇航局资助的研究最近在美国化学学会杂志中报道。

克莱姆森大学科学家的电信研究可能会导致打火机，适合供电的较轻的充电电池，甚至是火星流浪者。

最近由美国宇航局提供资金的研究，以“三维SI阳极，具有快速扩散，高容量，高速能力和长循环寿命”的一篇文章报告，这些文章出现在美国化学学会期刊应用材料和界面中。其作者包括Shailendra Chiluwal，Nawraj Sapkota，Apparao M. Rao和Ramakrishna Podila，所有这些都是克莱姆森纳米材料研究所（CNI）的一部分。

横截面元素图显示了具有硅纳米颗粒的电极的微观结构。

Podila是科学学院助理教授的物理学和天文学系，表示，革命新电池很快就可以在美国卫星中使用。

“大多数卫星主要从太阳中获得力量，”波迪拉说。“但卫星必须能够将能量存储在地球的阴影中。我们必须尽可能轻，因为卫星的重量越多，其使命成本越多。“

Podila表示，要了解组的突破，可以在锂离子电池中可视化石墨阳极作为卡片的甲板，其中每张卡代表一层石墨，用于存放电荷直至需要电力。Podila说，问题是，“石墨不能储存太多费用”。

克莱姆森团队选择与硅的合作，可以包装更多的费用，旨在更多的能量可以存储在更轻的细胞中。虽然科学家长期以来重视芯片的高容量，但由于它充电和放电，这种材料分开成较小的碎片。该团队提出的解决方案涉及使用微小的硅“纳米化”颗粒，这增加了稳定性并提供更长的循环寿命。新电池而不是由石墨制成的卡片牌，而是使用称为Buckypaper的碳纳米管材料的层，硅纳米粒子夹在一起。

CNI和第一个作者的研究生Shailendra Chiluwal和研究中的第一个作者，在惰性手套箱中组装锂离子电池。

对于那种内部包装，即使硅粒子分手，它们也是“仍然在三明治中”，Podila说。

“碳纳米管的独立纸片保持彼此电连接的硅纳米颗粒，”CNI研究生Shailendra Chiluwal说，“研究生第一个作者”。“这些纳米管形成了准三维结构，即使在500次循环之后也将硅纳米颗粒保持在一起，并减轻纳米颗粒的破裂产生的电阻。”

使用由硅和其他纳米材料制成的电池不仅提高了容量，还允许在更高电流下充电电池，这转化为更快的充电时间。作为任何手机在电话中间死亡的人都知道，这是电池技术的重要特征。

较快的充电可能是可能的，因为新电池也使用纳米管作为缓冲机构，允许以比目前可能的速度快四倍的速率充电。

较轻的电池收取更快的电池，提供大大提高效率，这不仅可以成为宇航员佩戴电池供电的套装的福音，而且还是必须将宇航员带到其目的地的科学家和工程师。

“锂离子电池中的阳极硅代表了该领域的研究人员的”圣杯“，”罗浩·罗氏议长和美国宇航局授予的主要调查员称。RAO还说新电池很快就会找到他们进入电动车的路。

“我们的下一个目标是与工业合作伙伴合作，将该基于实验室的技术转化为市场，”博伊拉，关于美国宇航局补助金的同事作者。“我们感谢NASA和南卡罗来纳州EPSCOR授予一个奖项，以承担该项目的奖项，该项目将持续对太空任务和全球能源景观的影响。”

参考：“具有快速扩散，高容量，高速能力和长循环寿命的三维SI阳极”由Shailendra Chiluwal，Nawraj Sapkota，Apparao M. Rao和Ramakrishna Podila，7月8日2020年，ACS应用材料和界面.DOI：
10.1021 / ACSAMI.0C05888

这项工作由两项不同的奖项资助：NASA-EPSCOR奖（NNH17ZHA002C号码）和南卡罗来纳州EPSCOR / IDED计划奖（18-SR03）。

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