（圖源：克拉克森大學）

電動汽車和其他移動設(shè)備可以使用快速充電電池，在很小的空間內(nèi)存儲大量的能量。據(jù)外媒報道，克拉克森大學的團隊為此類電池設(shè)計電極。他們采用新合成技術(shù)，生產(chǎn)由納米硒－碳復(fù)合材料制成的電極片，新正極具有可充電電池必需的電氣和機械性能。

這是高能量密度電池設(shè)計的新范例，采用硒浸漬單片碳，作為高體積能量鋰和鈉金屬電池的獨立正極。新電極為電池設(shè)計帶來三大優(yōu)勢，在很小的空間內(nèi)存儲大量能量、電池很耐用、充電很快。這些是電動車等移動電池應(yīng)用的重要因素。

目前，科學文獻中重點關(guān)注的是電池的比能量（單位重量的能量）。但是，對于汽車和其他移動應(yīng)用來說，能量密度（單位體積的能量）才是應(yīng)該首先考慮的因素。該項研究提出全新電池材料設(shè)計方法，解決這一未被充分認識的關(guān)鍵因素，從根本上背離現(xiàn)有先進技術(shù)。與制造傳統(tǒng)的納米結(jié)構(gòu)高比表面積多孔電極相比，這項工作采取相反的方法，創(chuàng)建致密無孔的單片電極片材。該片材是機械性自支撐，可能完全不需要正極集電器，進一步減少電池體積。在汽車和電網(wǎng)應(yīng)用中，硒金屬電池正在成為傳統(tǒng)離子電池的高能替代品。

按體積計算，新型電池正極（由硒和碳構(gòu)成的致密結(jié)構(gòu)）的能量是多孔硒材料的兩倍。由于硒碳電極在內(nèi)部保持納米結(jié)構(gòu)，其充電速度和電池可循環(huán)性（電極損壞前的充電次數(shù)）均表現(xiàn)優(yōu)異。硒碳電極的體積密度相對較高，為2.37g/cc，理論電荷容量（體積容量）達到1121mah/cc。對于鋰（Li）存儲，該正極提供1028 mah/cc的可逆容量，在300次充放電循環(huán)后保持82%的容量。

新電極的體積能量密度無與倫比，Li-Se為1,727 Wh / L（商用鋰離子電池為770 Wh / L），Na-Se為980 Wh / L，兩者的總復(fù)合體積相當。在不同充電速率下，隨著電流密度的增加，均能夠維持超過60％的容量，使其成為大功率電池系統(tǒng)和汽車快速充電應(yīng)用的理想選擇。

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