由斯坦福大学领导的一个国际研究小组已经开发出可充电电池，其可存储的电量是目前市面上可用电池的6倍。
8月25日发表在《自然》(Nature)杂志上的一篇新论文详细介绍了这一进展，它可能会加速可充电电池的使用，并让电池研究人员朝着该领域的两个最重要目标又迈进了一步:创造一种高性能的可充电电池，使手机每周只需充电一次，而不是每天充电，电动汽车无需充电可以行驶六倍的距离。
这种新型的碱金属-氯电池是由斯坦福大学化学教授Hongjie Dai和博士生Zhu guangzhou领导的研究小组开发的，依靠氯化钠(Na/Cl2)或氯化锂(Li/Cl2)之间的化学转换来生成氯。
当电子从可充电电池的一端移动到另一端时，充电会使化学物质恢复到初始状态，等待下一次使用。非充电电池就没有这种运气了。一旦耗尽，它们的化学物质就无法恢复。
“充电电池有点像摇椅。它会向一个方向倾斜，但当你加电后，它又会反弹。”“我们这里有一把高摇椅。”
偶然的发现
之所以还没有人发明出高性能可充电的钠-氯电池或锂-氯电池，是因为氯太容易反应，很难高效地转化回氯。在少数情况下，其他人能够实现一定程度的可充电，电池性能证明很差。
事实上，戴和朱根本没有打算制造可充电的钠和锂-氯电池，而只是想利用亚硫酰氯改进他们现有的电池技术。这种化学物质是锂-亚硫酰氯电池的主要成分之一，锂-亚硫酰氯电池是一种流行的一次性电池，首次发明于20世纪70年代。
但是在他们早期的一个涉及氯和氯化钠的实验中，斯坦福大学的研究人员注意到，一种化学物质向另一种化学物质的转换在某种程度上是稳定的，从而产生了一些可充电性。“我认为这是不可能的，”戴说。“我们花了至少一年的时间才真正意识到发生了什么。”
在接下来的几年里，该团队阐明了可逆化学反应，并通过使用多种不同的电池正极材料进行实验，寻求提高效率的方法。当他们使用来自台湾国立中正大学的李元尧教授和他的学生邰洪春教授的一种先进的多孔碳材料制成电极时，这一重大突破出现了。这种碳材料具有纳米球结构，充满了许多超微小的孔隙。实际上，这些空心球体就像海绵一样，吸收大量的氯分子，并将它们储存在微孔中，以便稍后转化为盐。
“当电池充电时，氯分子被困在碳纳米球的小孔中并受到保护，”朱解释道。“然后，当电池需要耗尽或放电时，我们可以将电池放电，并将氯转化为食盐，然后重复这个过程，多次循环。目前我们可以骑行200次，还有改进的空间。”
其结果是向电池设计的黄铜环——高能量密度迈出了一步。到目前为止，研究人员已经实现了每克正极材料1200毫安小时，而目前商用锂离子电池的容量高达每克200毫安小时。“我们的产能至少是它的六倍，”朱说。
研究人员设想，有一天，他们的电池可以在不太现实或不需要频繁充电的情况下使用，比如卫星或遥感器。许多其他可用的卫星现在漂浮在轨道上，由于电池耗尽而过时。未来的卫星配备了长寿命可充电电池，可以安装太阳能充电器，将其用途扩大许多倍。
目前，他们开发的工作原型可能仍然适用于小型日常电子设备，如助听器或遥控器。对于消费电子产品或电动汽车来说，在设计电池结构、增加能量密度、扩大电池规模和增加循环次数方面还有很多工作要做。
