让电池充电更快速 - Argonne
一个来自美国能源部Argonne 国家实验室的研究团队（由Argonne 奈米科学家Tijana Rajh 以及电池专家Christopher Johnson 所领导）发现，当电池经历充电循环（cycled）后，由二氧化钛所组成的奈米管，能转变它们的相（phase），逐渐提升它们的可用容量（operational capacity）。实验室测试证明，这种新电池，在不到30 秒内，能重新充电至其原本容量的一半。
藉由将传统的石墨阳极转换成钛奈米管所组成的，Rajh 以及她的同僚目击了一种惊人的现象。电池在经历过数次充电与放电的循环后，其内部结构开始以某种能大幅改善此电池效能的方式，自行确定其排列方向（began to orient itself）。
"当我们开始研究此材料时，我们并不预期这件事会发生，但阳极自发性地采用最佳结构，" Rajh 说。 "此系统内部有种可塑性，当电池经历充电循环后，允许它改变。"
根据Argonne 奈米科学家Hui Xiong（她与Rajh 合作开发新阳极材料）表示，二氧化钛看起来似乎不太可能会完全取代石墨。 "我们从某种材料开始，我们未曾想过那会提供某种有用的用途，可是它却转变成某种东西，那赋予我们最棒的可能结果，" 她说。
Rajh 小组中的另一位研究者，Sanja Tepavcevic，亦采用类似方法为某种钠离子奈米电池制造出一种自我改良的构造。
根据Rajh，二氧化钛似乎像是电池开发中，一种难以置信的解决方案，其理由在于此材料的非晶（amorphous）本质。因为非晶材料没有内部秩序（internal order），它们缺乏高度有序的结晶材料的特殊电气特性。然而，非晶材料在充电循环期间，不曾被人知道会经历过如此深刻的结构转变（structural transformations）。绝大部分已知的电池材料都经历过相对转变（opposite transition）：它们从高度结晶化开始，然后随着充电周期过去，碎裂成非晶态。
二氧化钛而非石墨的阳极组成亦改善锂离子电池的可靠性与安全性。在某些例子中，锂会脱离溶液并沉积在石墨阳极上，引发一种危险的连锁反应，称为热散逸（thermal runaway，热耗散）。 "我们在钛阳极进行的每一类型测试都证明，它们超级稳定，" Chamberlain 说。
这项Argonne 发现来自于该实验室二种旗舰级使用者设施：奈米级材料中心以及先进光子源。结合尖端奈米组装技术与高强度X 光以特征化奈米管，Argonne 研究者从而能迅速观察这种不寻常的行为。
资料来源:
PHYSORG:Batteries get a quick charge with new anode technology[November 3, 2011] ARGOON:Batteries get a quick charge with new anode technology
