来自南洋理工大学(NTU Singapore)的科学家开发出一种新电池，只需2分钟即可充电至70%。电池寿命也将超过20年。
这项突破预计将成为电池技术的下一个重大事件，它对许多行业产生了广泛的影响，特别是对于电动汽车而言，这些电动汽车目前受到超过4小时的长充电时间和电池寿命有限的限制。
这种下一代锂离子电池将使电动汽车的充电速度比现有技术快20倍。有了它，电动汽车也将能够取消频繁的电池更换。新电池将能够承受超过10,000次充电循环 - 比目前的500个电池周期多20倍。
NTU新加坡的科学家用一种由二氧化钛制成的新型凝胶材料取代了用于锂离子电池阳极(负极)的传统石墨，二氧化钛是土壤中丰富，廉价和安全的材料。它通常用作食品添加剂或防晒乳液以吸收有害的紫外线。
NTU新加坡天然地以球形形状发现了一种简单的方法，可以将二氧化钛颗粒转变成比人类头发直径薄一千倍的微小纳米管。
这种纳米结构有助于加速新电池中发生的化学反应，从而实现超快速充电。
由新加坡NTU材料科学与工程学院的陈晓东副教授发明，新型二氧化钛凝胶形成背后的科学发表在最新一期的材料科学期刊Advanced Materials上。
南大的教授拉希德·亚扎米(Rachid Yazami)是34年前用于大多数锂离子电池的锂 - 石墨阳极的共同发明者，他表示陈教授的发明是电池技术的下一个重大飞跃。
“自1991年索尼将其商业化以来，锂离子电池的成本显着降低，性能也有所提高，但市场正朝着电动移动和储能的新应用方向快速扩展，”Yazami教授说。
“仍然有改进的空间，其中一个关键领域是功率密度 - 在一定的空间内可以存储多少功率 - 这与快速充电能力直接相关。理想情况下，电池的充电时间汽车应该不到15分钟，陈教授的纳米结构阳极已被证实可以做到。“
Yazami教授是陈教授在NTU新加坡的同事，他不参与这个研究项目，目前正在南大的能源研究所(ERI @ N)开发新型电动车应用电池。
技术商业化
展望未来，陈教授的研究团队将申请概念验证资助，以建立一个大型电池原型。该专利技术已引起业界的兴趣。
该技术目前正在授权给一家公司，陈教授预计新一代快速充电电池将在两年后上市。它在克服与电动汽车相关的长期电力问题方面具有很大的潜力。
“凭借我们的纳米技术，电动汽车只需五分钟的充电即可大幅提升其续航里程，这与现有汽车的汽油加油时间相当，”陈教授补充说。
“同样重要的是，我们现在可以大幅减少废弃电池产生的废物，因为我们的电池寿命比目前的锂离子电池长十倍。”
新电池的长寿命也意味着驾驶员可以节省更换电池的成本，每个电池的成本可能超过5,000美元。
易于制造
根据领先的增长咨询公司Frost&Sullivan的说法，2016年全球可充电锂离子电池市场预计价值234亿美元。
锂离子电池通常使用添加剂将电极结合到阳极，这影响电子和离子可以进出电池的速度。
然而，陈教授的新型交联二氧化钛纳米管基电极消除了对这些添加剂的需求，可以将更多的能量输送到相同的空间。
“制造这种新型纳米管凝胶非常容易，”陈教授补充道。“将二氧化钛和氢氧化钠混合在一起并在一定温度下搅拌。电池制造商会发现很容易将我们的新凝胶整合到他们目前的生产过程中。”
这个电池研究项目由四位NTU新加坡科学家组成的团队完成了三年，由新加坡国家研究基金会资助。
去年，Yazami教授因其在与其他三位科学家开发锂离子电池方面的突破性工作而被国家工程院授予Draper奖。