美科学家研发新型氯电池 容量六倍于锂电池

据报道，美国斯坦福大学(Stanford University)的科学家们在对一种已有几十年历史的一次性电池架构进行试验时，开发出了一种新版本的电池，不仅可以充电，而且容量是目前锂离子解决方案的6倍左右。

据称，这一突破取决于设备内部挥发性氯反应的稳定性，并可能在某一天为高性能电池提供基础，届时智能手机或可实现“充电一次，供电一周”。这项研究结果已于近日发表在了《自然》(Nature)杂志上。

这种新电池被称为碱金属-氯电池，它是基于20世纪70年代首次出现的锂-亚硫酰氯化学物质。这些电池因其高能量密度而备受推崇，但其依赖的是高活性的氯，这使得它们不适合于除单一用途之外的其他用途。

在普通的可充电电池中，电子在放电过程中从一边移动到另一边，然后在电池充电时恢复到原来的形式。然而，在这种情况下，氯化钠或氯化锂被转化为氯，而氯太过活泼，所以这个过程中不能以任何很高的效率转化回氯。

这项新研究的作者已经想出了解决这个问题的办法。研究小组用氯化钠和氯进行实验，试图改善电池的性能，但发现这种化学物质实际上已经稳定下来，这使得电池在一定程度上具有可充电性。

随后的研究使该团队开发了一种新的电极材料，这种材料由多孔碳制成，其作用就像海绵一样，可以吸收不稳定的氯分子，并将它们安全地储存起来，以便重新转化为氯化钠。

“当电池充电时，氯分子被困在碳纳米球的小孔中并受到保护，”研究人员表示，“然后，当电池需要耗尽或放电时，我们可以放电电池，将氯转化为氯化纳，并在多个循环中重复这一过程。目前我们可以循环200次，而且还有改进的空间。”

以一个维护良好的锂离子电池为例，它可以使用500-1000次。通过他们的实验，该团队还证明了原型电池的能量密度非常高。该团队已经实现了每克正极材料存储1200毫安时电量，大约是当今锂离子电池技术的6倍。

研究小组设想这种电池可以用于助听器或遥控器，或者为不需要经常充电的设备供电，比如可以用太阳能充电的卫星或远程传感器。为了在智能手机和电动汽车上使用，科学家们将需要扩大电池的规模，设计一个合适的结构，同时增加它可以安全循环使用的次数。