光激發技術有望用於鋰離子快速充電過程。

由於充電時間較長（空載充電時間大約需要8個小時），或者距離充電站位置較遠，電動汽車車主往往存在“里程焦慮”。如果電動汽車想要在運輸市場中佔據更重要的地位，快速充電是其不得不面對的關鍵挑戰之一。

近日，美國能源部（DOE）阿貢國家實驗室（ANL）的研究人員報道了一種加速電動汽車鋰離子電池充電的新機制：充電時，只需要將陰極置於氙燈等發出的集束光線中，鋰離子電池的充電時間可縮短一半以上。如果這項技術能夠成功商業化，電動汽車的遊戲規則或將徹底改變。

目前，鋰離子電池一般是被封裝在盒子中，在黑暗狀態下充電的。為了研究光電輔助技術作用下的充電過程，ANL的研究人員製作了特殊的透明“硬幣電池”，然後對其進行了光照充電測試。Johnson說：“在我們的設想下，充電過程中，白光會與鋰錳氧化物（LMO）製成的陰極材料產生良好的相互作用。這個假設在電池測試實驗中得到了證實。”LMO是一種能與光相互作用的半導體材料。它在充電時可以吸收光束的光子，然後將錳元素的電荷價態由3價提高到4價。這可以顯著提高鋰離子從陰極中噴射而出的速度。

光電輔助技術能加速電池反應。電池反應越快，充電速度也越快，並且電池效能和迴圈壽命不會降低。Johnson評價說：“這是光與電池技術的首次‘碰撞’。這一交叉融合結果預示未來電池的創新充電概念將有良好的發展前景。”

編譯：雷鑫宇

審稿：阿淼

責編：張夢

期刊編號：2041-1723

原文連結：

https://www.anl.gov/article/shedding-new-light-on-the-charging-of-lithiumion-batteries