我們總覺(jué)得電池壽命不夠用，而且偶爾會(huì)爆炸，但是現(xiàn)在的可充電電池其實(shí)是很不錯(cuò)的，想一想那么小的電池里面可以儲(chǔ)存那么多電量。據(jù)說(shuō)電池還會(huì)更加高級(jí)，而容量一直是電池研發(fā)的焦點(diǎn)。

美國(guó)德雷塞爾大學(xué)（DrexelUniversity）的材料科學(xué)與工程學(xué)專(zhuān)業(yè)的研究員們與法國(guó)、以色列研究人員共同設(shè)計(jì)了新款鋰電池電極。他們?cè)陔姌O設(shè)計(jì)中使用了一種叫做MXene的納米材料，研究團(tuán)隊(duì)表示其充電時(shí)間極短。MXene導(dǎo)電性極佳，所以充電速度快。

但是其扁平結(jié)構(gòu)也造成了一個(gè)問(wèn)題。盡管MXene的導(dǎo)電性相當(dāng)出色，但其結(jié)構(gòu)不利于鋰離子在電池內(nèi)的擴(kuò)散。對(duì)于鋰電池的儲(chǔ)能而言，鋰離子留在氧化還原活性位置（redoxactivesites），這類(lèi)位置的數(shù)量越多，電池保有的電量就越大。重要的是，電池還使鋰離子能夠自由移動(dòng)，否則其無(wú)法到達(dá)氧化還原活性位置。

為使MXene的鋰離子能自由移動(dòng)，研究人員對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一定的調(diào)整。研究人員將MXene與水凝膠（hydrogel）相混合，改變了其結(jié)構(gòu)，使鋰離子能自由移動(dòng)。

YuryGogotsi表示：“理想的電極架構(gòu)是多通道結(jié)構(gòu)（multi-lane），以便鋰離子高速移動(dòng)。研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)的大孔隙電極設(shè)計(jì)恰好實(shí)現(xiàn)了該目標(biāo)，使充電過(guò)程短短數(shù)秒內(nèi)完成。”

MXene材質(zhì)簡(jiǎn)介

MXene是一款扁平的納米材料，于2011年被德雷塞爾大學(xué)材料科學(xué)與工程系的研究人員所發(fā)現(xiàn)，其外觀酷似三明治，由氧化物與導(dǎo)電的碳及金屬填充物構(gòu)成，而氧化物相當(dāng)于三明治中的面包，將填充物夾在中間。在材料制造過(guò)程中，研究人員將采用層壓法來(lái)制作MXene。不妨想象下桶裝品客薯片的樣子，該材質(zhì)的各層材料就是如此堆疊而成的。

這個(gè)研究很有前景，而且如果能應(yīng)用在民用電池中的話，產(chǎn)業(yè)格局可能會(huì)發(fā)生天翻地覆的變化。手機(jī)在幾秒內(nèi)充電簡(jiǎn)直不能更贊，但是最大受益者毫無(wú)疑問(wèn)是電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)，幾個(gè)小時(shí)的充電時(shí)間和幾秒鐘簡(jiǎn)直是天差地別。