也許當擁有一輛純電動汽車最令人沮喪的就是電池充滿電需要多長時間。以特斯拉為例，使用最強大的充電站將其充電至80%的容量需要大約40分鐘。

長期以來，科學(xué)家們一直認為物理定律限制了安全給電池充電的速度，但猶他大學(xué)化學(xué)工程助理教授陶高的一項新研究為創(chuàng)造一種短時間內(nèi)充電的電池打開了大門。

猶他大學(xué)化學(xué)工程系助理教授陶高已經(jīng)對鋰離子電池的本質(zhì)有了更多的了解，鋰離子電池可能導(dǎo)致電池的充電速度比以前快得多。

高教授的研究在科學(xué)雜志《焦耳》上發(fā)表的一篇新論文中有詳細介紹。高曉松是麻省理工學(xué)院的博士后研究員，在麻省理工學(xué)院化學(xué)工程教授馬丁·巴贊特的指導(dǎo)下進行了這項研究。高現(xiàn)在正在猶他大學(xué)進行這項研究，他在那里進一步開發(fā)能夠快速充電的先進鋰離子電池。

這一認識為未來解決這一挑戰(zhàn)所需的工程工作奠定了基礎(chǔ)，高說，現(xiàn)在我們知道該去哪兒了。對于需要做什么，我們有一個清晰的愿景。

鋰離子電池因其高能量密度、低重量和長壽命而成為便攜式電子產(chǎn)品和全電動汽車的熱門選擇。它們也被用于筆記本電腦、便攜式電器和太陽能存儲。

但是鋰離子電池的充電速度會被一種叫做“鋰電鍍”的現(xiàn)象所阻礙，這是一種副作用，當鋰離子過快地注入石墨粒子時會發(fā)生這種情況。高將鋰離子電池的操作比作在桌子上來回拍打的乒乓球。在充電過程中，鋰離子從正極移動到負極。充電速率與球的運動速度相似。高解釋說，當鋰離子移動過快，電池中的石墨顆粒無法捕捉到它時，就會發(fā)生鋰電鍍。在充電時，這可能是危險的，會導(dǎo)致電池著火或爆炸，所以這限制了電池的充電速度。它也會嚴重損壞電池，限制其使用壽命。

高的發(fā)現(xiàn)揭示了控制電池充電過程中石墨粒子中電鍍鋰現(xiàn)象的重要物理規(guī)律，并使電池運行過程中電鍍鋰的預(yù)測成為可能。

我們設(shè)計了一個實驗，可以看到負極在充電過程中發(fā)生了什么。我們可以看到石墨粒子作為負極材料，我們可以實時看到電池充電過程中發(fā)生了什么，他補充說，現(xiàn)在我們理解了其中的物理原理。這為我們解決這一限制并改善電池充電性能提供了方向。

高相信，有了這一新認識，新技術(shù)可以創(chuàng)造出一種汽車電池，它可以以比正常速度快5倍的速度充滿電，或只需10分鐘多一點，而不會有危險或過快退化的風(fēng)險。他說，用最快的充電器充電通常需要半個多小時，而充滿電也只需要10分鐘。

現(xiàn)在，高和他的研究人員對鋰離子充電背后的科學(xué)有了更好的了解，他相信我們可以在3到5年內(nèi)看到手機有更好的電池，在5到10年內(nèi)看到全電動汽車有更好的電池。