美國研究發現只要用光照一照電極，就能加快鋰電池充電速度

作者 Daisy Chuang | 發布日期 2019 年 11 月 01 日

現代許多民眾看到手機電池電量越來越低就會感到焦慮，興許是罹患「低電量焦慮症」，而對於電動車車主來說，也會有相似的情形，畢竟電動車充電站更難找、充電時間也長，而現在美國科學家成功找出加速充電的方法，他們發現只要用聚光燈照一照電極，就能加快充電速度。

美國能源部旗下的阿貢國家實驗室（Argonne National Laboratory）研究指出，用類似汽車車燈的氙燈，就可以將電池充電時間減半以上，若是研發有成，或許就能改變電動車充電市場，畢竟現在電動車充電時間還是比加油時間久得多。

雖然說現在也有許多車廠致力尋找解決方案，紛紛推出諸如大功率超快速充電站、又或是設計新的鋰電池，誰都不想把時間花費在等待上，不過一下子傳遞過多的電流，可能會有損電池性能，降低電池壽命。

因此團隊希望能加速電池充電的電荷反應，但又不希望電流損及電池壽命的方法。對此他們提出一個截然不同的新想法， Johnson 想說，假設白光會跟電池的陰極材料相互反應，或許能獲得不錯的進展。

這可說是全新的電池設計，畢竟市面上沒有一顆電池是有一面透明或半透明的，大多電池的運作環境都是在黑暗環境中，而阿貢國家實驗室的科學家採用全新的光輔助技術與透明外殼，讓光線照亮電池的陰暗角落。

科學家用一般的陰極材料錳酸鋰氧化物（LiMn₂O₄），研發出外表不一般的石英透明鈕扣電池，加以比對有沒有白光的充電差別後，發現光會跟錳酸鋰產生良好反應。

在白光下錳元素的電荷狀態會產生變化，除了錳元素從 Mn³⁺變成 Mn⁴⁺，進而加快錳傳遞速度，在白光和偏壓（bias）下，電極能射出更多鋰離子、也有更多金屬核心被氧化。

團隊指出，這一現象可以提高充電速度，又不會降低鋰離子電池的性能跟壽命，Johnson 表示，使用白色聚光燈後，充電所需時間直接減半。除此之外，這也是首次在電池技術中結合光電概念，對於未來電池創新技術來說，或許是個不錯的開頭。

目前研究則已發表在《Nature Communications》。