新型秒充鋰電池技術誕生，充電五分鐘都太長了

想像過手機廠商吹噓的「秒充」變成現實嗎？插好數據線，然後幾秒鐘後，拔掉。什麼共享充電寶、什麼移動電源的市場空間就不復存在了。

美國德雷塞爾大學（Drexel University）的材料科學與工程學專業的研究員們與法國、以色列研究人員共同設計了一種新型鋰電池電極，或許有可能將手機、電動車充電這件事情縮短至秒級。

新款鋰電池的電極採用了一款名為 MXene 的二維材料，導電性超高，單從汽車行業而言，新電極或將解決長久以來一直困擾電動車的充電難題，未來鋰電池的充放電耗時將僅需數秒，且所儲存的電能要遠高於常規的超級電容器。

該項目研究員宣稱， 他們在試驗中抽取了薄薄的一層 MXene 電極，用於演示充電速率，整個充電過程只需數十毫秒。

MXene 並不是一種新鮮的材料，它於 2011 年被德雷塞爾大學材料科學與工程系的研究人員所發現，是一款扁平的納米材料，其外觀酷似三明治，由氧化物與導電的碳及金屬填充物構成，而氧化物相當於三明治中的麵包，將填充物夾在中間。

在該材料製造過程中，研究人員採用層壓法來製作 MXene。不妨想像下桶裝薯片的樣子，該材質的各層材料就是如此堆疊而成的。

儘管 MXene 的導電性相當出色，但其結構依然不利於鋰離子在電池內的擴散。對於鋰電池的儲能而言，鋰離子留在氧化還原活性位置（redox active sites），這類位置的數量越多，電池保有的電量就越大，壽命就越長。重要的是，電池還使鋰離子能夠自由移動，否則其無法到達氧化還原活性位置。

為使 MXene 的鋰離子能自由移動，研究人員對其結構進行了一定的調整。研究人員將 MXene 與水凝膠（hydrogel）相混合，改變了其結構，使鋰離子能自由移動。

Yury Gogotsi 表示：「理想的電極架構是多通道結構（multi-lane），像多車道高速公路一樣，以便鋰離子高速移動。研究團隊研發的大孔隙電極設計恰好實現了該目標，使充電過程短短數秒內完成。」

如果未來該款低維導電材質電池電極得到採用，將大幅提升電池的充電效率及電量，進而將提升車輛、筆記本電腦、手機電池的充電速率，只需數秒或數分鐘就能完成，無需苦等數小時。

雖然 MXene 要想量產並商業化還需要至少三年時間，但值得期待的是這種超導材料將會對當前的充電技術產生革命性的影響，也就是說，「充電五分鐘」就不會再是一個值得炫耀的能力了。

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