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光激发技术有望用于锂离子快速充电过程。
由于充电时间较长（空载充电时间大约需要8个小时），或者距离充电站位置较远，电动汽车车主往往存在“里程焦虑”。如果电动汽车想要在运输市场中占据更重要的地位，快速充电是其不得不面对的关键挑战之一。
近日，美国能源部（DOE）阿贡国家实验室（ANL）的研究人员报道了一种加速电动汽车锂离子电池充电的新机制：充电时，只需要将阴极置于氙灯等发出的集束光线中，锂离子电池的充电时间可缩短一半以上。如果这项技术能够成功商业化，电动汽车的游戏规则或将彻底改变。
目前，锂离子电池一般是被封装在盒子中，在黑暗状态下充电的。为了研究光电辅助技术作用下的充电过程，ANL的研究人员制作了特殊的透明“硬币电池”，然后对其进行了光照充电测试。Johnson说：“在我们的设想下，充电过程中，白光会与锂锰氧化物（LMO）制成的阴极材料产生良好的相互作用。这个假设在电池测试实验中得到了证实。”LMO是一种能与光相互作用的半导体材料。它在充电时可以吸收光束的光子，然后将锰元素的电荷价态由3价提高到4价。这可以显著提高锂离子从阴极中喷射而出的速度。
光电辅助技术能加速电池反应。电池反应越快，充电速度也越快，并且电池性能和循环寿命不会降低。Johnson评价说：“这是光与电池技术的首次‘碰撞’。这一交叉融合结果预示未来电池的创新充电概念将有良好的发展前景。”
科界原创
编译：雷鑫宇
审稿：阿淼
责编：张梦
期刊来源：《自然通讯》
期刊编号：2041-1723
原文链接：
https://www.anl.gov/article/shedding-new-light-on-the-charging-of-lithiumion-batteries
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