康奈尔大学的工程师发明了一种新型锂电池，充电时间不到五分钟，比市场上任何此类电池都快，同时在较长的充电和放电周期中保持一致的性能。 这一突破可以缓解司机的“里程焦虑”，他们担心电动汽车如果不进行耗时的充电就无法长途行驶。
“与电池成本和性能等其他障碍相比，里程焦虑是交通电气化的更大障碍，我们已经找到了一种方法，可以通过良好的电极设计来消除它，”教授兼工程学院院长Lynden Archer说。 如果您可以在五分钟内将电动汽车电池充满电，那么您就不需要足够大的电池来行驶 300 英里。 您可以接受较小容量的电池，这可以降低电动汽车的成本并实现更广泛的采用。 ”
该团队的“锂电池中的快速充电，长期存储”发表在《焦耳》杂志上。 主要作者是化学和生物分子工程专业的博士生金硕。
锂离子电池是电动汽车和智能手机最流行的动力方式之一。 这些电池重量轻、可靠且相对节能。 但是，它们需要几个小时才能充电，并且缺乏处理大电涌的能力。
研究人员指出，铟是一种非常有前途的快速充电电池材料。 铟是一种软金属，主要用于制造触摸屏显示器和太阳能电池板的氧化铟锡涂层。
这项新研究表明，作为电池阳极，铟具有两个关键特性：极低的迁移能垒，它决定了离子在固态中扩散的速率; 以及适度的交换电流密度，这与阳极中离子的还原速率有关。
这些特性的结合——快速扩散和缓慢的表面反应动力学——对于快速充电和长期储存至关重要。
关键的创新是我们发现了一种设计原理，该原理允许电池阳极的金属离子自由移动，在参与电荷存储反应之前找到正确的配置。 “最终结果是电极在每个充电周期中都处于稳定的形态状态。 这正是使我们的新型快速充电电池能够重复充电和放电数千次循环的原因。 ”
该技术与道路上的无线感应充电相结合，将减小电池的尺寸和成本，使电动汽车成为驾驶员更可行的选择。 然而，这并不意味着铟阳极是完美的，甚至是实用的。
“虽然这一结果令人兴奋，因为它教会了我们如何获得快速充电电池，但铟很重，并且有机会进行计算化学建模，也许使用生成式人工智能工具，以了解其他轻质材料化学如何实现同样低的阻尼值。 例如，是否有我们从未研究过的具有所需性能的金属合金？ 这就是我喜欢它的地方，因为有一个通用的原理在起作用，它允许任何人设计出更好的电池阳极，可以实现比最先进的技术更快的充电速率。 ”
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