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通常，電動車充滿電大約需要7至10小時。即使采用快速充電技術，仍然需要至少30分鐘的時間，而且前提是充電站有空位。如果電動汽車的充電速度能夠像傳統燃氣汽車加油一樣快，那么電動汽車充電站的短缺問題將得到緩解。 電動汽車中使用的鋰離子電池的效率取決于其陽極材料存儲鋰離子的能力。近日，有媒體報道，韓國浦項科技大學化學工程系和黑色能源材料技術研究所的Won Bae Kim教授帶領研究團隊開發了一種新型陽極材料。這一突破性技術將存儲容量提高了理論極限約1.5倍，并使電動汽車能夠在短短6分鐘內完成充電。該研究因其卓越性而獲得認可，并作為封面論文發表在《先進功能材料》雜志上。 研究團隊采用了一種新穎的自混合方法，通過一個簡單的置換反應過程，合成了具有較大表面積的錳鐵氧體納米片。這種新型材料可以儲存更多的鋰離子，突破了其理論極限。 在這項研究中，研究團隊設計了一種新方法來合成錳鐵氧體納米片，這種材料既有優異的鋰離子儲能能力，又有良好的鐵磁性。 具體而言，他們首先在混合了錳氧化物和鐵的溶液中進行了一次置換反應，形成了一個異質結構化合物，內部是錳氧化物，外部是鐵氧化物。然后，團隊利用水熱法制備出厚度僅為納米級的錳鐵氧體納米片。這種方法利用了高自旋極化的電子，顯著提高了儲存大量鋰離子的能力。 在這項研究中，研究小組設計了一種新的方法來合成錳鐵氧體作為陽極材料，以其優越的鋰離子存儲容量和鐵磁性而聞名。首先，在錳氧化物和鐵的混合溶液中發生了電取代反應，生成了一種內部是錳氧化物，外部是鐵氧化物的異質結構化合物。 這項創新使得團隊有效地超越了錳鐵氧體陽極材料的理論容量50%以上。擴大陽極材料的表面積有利于大量鋰離子的同時移動，從而提高了電池的充電速度。實驗結果顯示，只需要6分鐘就可以為與目前市場上電動汽車相當容量的電池充滿電。 研究人員表示，這項研究簡化了制備陽極材料的復雜過程，在提高電池容量和加快充電速度方面取得了突破性進展。 這一團隊表示： 利用電子自旋改變表面的合理設計，克服傳統陽極材料的電化學局限性，提高電池容量，這是一種新的認識。這一發展可能會提高電池的耐用性，縮短電動汽車的充電時間。 |
