财联社（上海，编辑 黄君芝）讯，对下一代电池的研究涉及对替代材料的持续测试，因为它可能带来显著的性能改进。然而，最近的一项新研究提供了一个令人瞩目的突破，它表明了未来锂电池的样子。
据报道，荷兰特温特大学的科学家们已经制造出了一种实验性的锂离子电池，这种电池具有新颖的电极设计和“开放而规则”的晶体结构。据说这种电极可以以目前设备10倍的速度充电。
今天为电动汽车、智能手机和无数其他设备供电的锂离子电池有两个电极，即阴极和阳极，而这项新的研究重点是阳极。目前阳极采用石墨，很多方面都不错，但是不能适应超快的充电速度而不失效。
因此，科学家们一直在寻找新的和改进的阳极，包括具有纳米多孔结构的材料。具有这种性质的阳极有望与输送锂离子的液体电解质有更大的接触面积，同时会使离子更容易扩散到固体电极材料中，最终使设备的充电速度更快。
但遗憾的是，目前的材料也有一些缺点。多孔纳米结构中通道的无序和随机性质会导致这些结构在充电过程中坍塌，同时还会降低电池的密度和容量，并导致锂在阳极表面堆积，从而降低其在每次循环中的性能。此外，这些材料的制造是复杂的，涉及刺激性化学物质并产生大量化学废物。
然而，特温特大学的科学家们认为，他们已经找到了一种合适的替代品，即铌酸镍.与以往溶液的不规则性质不同，铌酸镍具有“开放和规则”的晶体结构以及相同和重复的离子传输通道。该研究成果已发表在期刊《高级能源材料》上。
研究人员将这种铌酸镍阳极集成到一个完整的电池中，并测试其性能。发现它提供了超快的充电速度，比现在的锂离子电池快10倍。他们还注意到，铌酸镍比石墨更致密，因此具有更高的体积能量密度，也就是说，它可以使商用版本的电池更轻、更紧凑。
科学家还报告说，这种新阳极材料的容量非常高，约为244 mAh g-1。在工作过程中，铌酸镍的内部体积变化很小，因此在20，000次循环后仍能保持81%的容量。所有这些工艺都不会对阳极材料造成损伤，而且铌酸镍的制造工艺据说比其他纳米结构材料要简单得多，组装也不需要洁净室。
研究人员称，这些结果证明了铌酸镍阳极在实际电池设备中的储能潜力。他们认为，在电网应用中，它具有为需要快速充电的电动机械提供电力或运输重型电动汽车的直接潜力。然而，他们也表示，要将这些技术应用于标准电动汽车，还需要进一步的研究和解决方案。
