傳統(tǒng)電動(dòng)汽車充電需要數(shù)小時(shí),而韓國(guó)浦項(xiàng)大學(xué)Won Bae Kim教授的研究小組開發(fā)的一種新型負(fù)極材料可將充電時(shí)間減少到6 min。錳鐵氧體納米片(通過獨(dú)特方法合成)的使用提高了電池容量和充電速率。他們采用一種新穎的自雜交方法[一種簡(jiǎn)單的衍生電置換(Galvanic replacement)反應(yīng)]合成了錳鐵氧體(Mn3-xFexO4)納米片。這一突破性技術(shù)使存儲(chǔ)容量超出理論容量的1.5倍以上,電動(dòng)汽車可在6 min內(nèi)充滿電。由于成果顯著,這項(xiàng)研究獲得認(rèn)可,并作為封面論文發(fā)表在《Advanced Functional Materials》雜志上。

由于錳鐵氧體具備優(yōu)異的鐵磁性能,屬于優(yōu)質(zhì)的存儲(chǔ)鋰離子負(fù)極材料。在這項(xiàng)研究中,該研究小組設(shè)計(jì)了一種合成錳鐵氧體的新方法,首先將錳與鐵混合進(jìn)行電置換反應(yīng),形成內(nèi)部為氧化錳、外部為氧化鐵的異質(zhì)結(jié)構(gòu)化合物;然后進(jìn)一步采用水熱法制造出了大比表面積、納米級(jí)厚度的錳鐵氧體薄片。高度自旋極化電子使鋰離子儲(chǔ)存能力顯著增強(qiáng),這一創(chuàng)新的錳鐵氧體負(fù)極材料合成方法,使其存儲(chǔ)容量超過理論容量50%以上。更大的負(fù)極材料表面積有利于大量鋰離子的同時(shí)運(yùn)動(dòng),從而提高了電池的充電速率,試驗(yàn)結(jié)果顯示,一個(gè)容量相當(dāng)于目前市場(chǎng)上使用的電動(dòng)汽車電池只需要6 min就可以充滿電。由于合成方法的改進(jìn),負(fù)極材料的理論容量取得突破,電池充電過程顯著加快。