換一種陽極材料，鋰離子電池充電速度快 10 倍
目前許多手機都有支援快速充電模式，意味著能在安全負載範圍內，縮短手機充電時間，而現在荷蘭團隊研發的下一代鋰離子電池設計，充電速度更是比現在的電池快 10 倍。
為了研發出更輕、更薄、更安全，壽命也更長的電池，科學家們對下一代電池的研究一點也沒有少，期望新的材料配方可以顯著提升電池性能，最終邁向商業化。
現在荷蘭特文特大學便研發出新型試驗性鋰離子電池，利用「開放且有規則」的晶體結構，設計新型電池陽極。其中目前的鋰離子電池都具備陰陽兩極，陰極主要以搭配鎳、鈷的鋰金屬，陽極則多為石墨，在充放電過程中都是電能與化學能的相互轉換，電池材料也逐漸損耗。
特文特大學奈米技術研究所 MESA+ Institute 研究員指出，利用新型奈米級多孔結構材料「鈮酸鎳（nickel niobate，NiNb2O6）」來製造鋰離子電池陽極，充電速度不僅能加快 10 倍，過程也不會損壞陽極材料、損壞電池或縮短電池壽命。
過去科學家們多瞄準奈米級多孔結構材料，這些材料可以增加與液態電解質的接觸面積，讓鋰離子更容易移動，最終提高充電速度，不過通常奈米級多孔結構材料的孔道排列紊亂又隨機，在充放電過程中結構容易崩塌，降低電池密度與容量，電池性能拉警報，更不用說奈米級多孔結構材料製造過程複雜、也會產生許多化學廢棄物。
特文特大學團隊認為，鈮酸鎳是全新的替代品，鈮酸鎳具有「開放且有規則」的晶體結構，有相同且重複離子傳輸通道，在材料製造方面，也不需要在無塵室內組裝。團隊也實際製出鈮酸鎳陽極電池並測試其性能，發現電池快充率（ultra-fast charging rates）是一般鋰離子電池的 10 倍。
團隊指出，鈮酸鎳比石墨更緻密、體積能量密度更高，有機會打造出更輕、更簡單的商業電池。新陽極也具備高容量優勢，容量約為 244 mAh g-1，鈮酸鎳的體積變化在充放電過程中也不大，在 20,000 次循環後也可維持 81% 容量。
研究人員指出，結果證明鈮酸鎳陽極在的實際應用潛力，包括在電網應用或大型電動車的市場，不過實際還需要再進一步研究。
（首圖來源：shutterstock）