你能想像你的特斯拉modle3標準續航版，充一次電就跑4000公里以上嗎？這一天或許很快就會到來了，韓國浦項科技大學的一項研究取得了革命性的突破，可以將電池存儲能力提高10倍以上。
這項研究來自韓國浦項科技大學朴秀珍教授和金永洙教授，以及首爾西江大學柳在建教授領導的研究團隊。研究人員成功開發出了一種功能性聚合物粘合劑，可用於穩定、高容量的陽極材料，能夠大幅提升電池能量儲存能力，可以將電動車的續航里程提高到前所未有的水平。
鋰離子電池的主要部分包括陽極（通常由石墨製成）、陰極（通常由鋰化合物製成）和電解質。當電池充電時，鋰離子會從陰極移動到陽極，當電池放電（即我們使用電池供電的時候）時，鋰離子會從陽極移動回陰極。在這個過程中，電子從電池的一端流向另一端，就產生了電流。
電池的能量密度，或者說電池能夠儲存多少能量，主要取決於陽極和陰極的材料。目前大多數鋰離子電池都使用石墨作為陽極材料，但科學家們發現，矽作為陽極材料有着比石墨更高的儲能能力。理論上矽陽極電池的儲能量，可以是石墨陽極電池的10倍以上。
令人遺憾的是，矽材料在充放電過程中會發生大幅度的膨脹和收縮，這意味着矽陽極的結構將遭到破壞，導致電池的壽命大大縮短，讓矽材料被廣泛應用於鋰離子電池難於上青天。
不過現在，浦項科技大學的研究團隊可能已經在這方面取得了突破性的進展。
根據項科技大學刊發的新聞，該研究團隊已經成功開發出一種新型的聚合材料，能夠防止矽陽極在充放電過程中的膨脹，從而實現了穩定的鋰離子電池。
這種新型的聚合物不僅利用了氫鍵，還利用了庫侖力（正電荷和負電荷之間的吸引力）。這些力的強度為250 kJ/mol，遠高於氫鍵，但它們是可逆的，因此很容易控制體積膨脹。高容量陽極材料表面大多帶負電，層狀帶電聚合物則正負電荷交替排列，以有效地與陽極結合。此外，該團隊引入聚乙二醇來調節物理特性並促進鋰離子擴散，從而產生鋰離子電池中的厚大容量電極和最大能量密度。
這意味着如果這項技術能夠被成功商業化，那麼它對電動車行業的影響將是深遠的。
電動車面臨的主要挑戰之一就是續航里程的限制。例如，特斯拉Model3各種版本的續航里程大約在400-600公里之間，而這項新技術可能使其續航里程提高到4000公里以上。這將使電動車的續航里程不再受限，那時候電動車就不是真香的問題了，而是香得其他車都受不了，趕緊逃跑了。
而且這項技術的應用還不僅限於電動車。例如，可再生能源如太陽能和風能，需要大量的儲能設備以存儲不穩定的能源輸出，具有更高能量密度的電池能夠更有效地儲存這些能源，使得太陽能和風能可以在沒有陽光或風力的時候，比如夜晚等無法產電的時間段，仍然能夠保持穩定的電力供應，這將極大地推動可再生能源行業的發展。
另外，如果電池的儲能能力可以提高10倍，那麼我們的手機、筆記本電腦、電動工具等設備的使用時間也將得到顯著的提升，可以說將對整個現代社會產生深刻而巨大的影響和變化。
然而，我們也需要認識到，這項技術從實驗室走向市場的道路還會面臨許多挑戰。電池的穩定性、安全性、壽命和成本都是需要進一步研究和優化的問題。此外，大規模生產的問題也不能忽視。在實驗室環境中開發出的新技術，需要經過嚴格的測試和優化，才能在大規模生產中得以應用。
儘管如此，這項研究無疑為電動車行業以及其他依賴電池技術的行業帶來了新的希望，在未來幾年，我們有理由期待看到這項技術帶來的革新性變化，推動電動車和可再生能源等行業的快速發展。
新聞連結：https://postech.ac.kr/eng/revolutionary-battery-technology-to-boost-ev-range-10-fold-or-more/
