想象過(guò)手機(jī)廠商吹噓的“秒充”變成現(xiàn)實(shí)嗎？插好數(shù)據(jù)線，然后幾秒鐘后，拔掉。什么共享充電寶、什么移動(dòng)電源的市場(chǎng)空間就不復(fù)存在了。

美國(guó)德雷塞爾大學(xué)（DrexelUniversity）的材料科學(xué)與工程學(xué)專(zhuān)業(yè)的研究員們與法國(guó)、以色列研究人員共同設(shè)計(jì)了一種新型鋰電池電極，或許有可能將手機(jī)、電動(dòng)車(chē)充電這件事情縮短至秒級(jí)。

新款鋰電池的電極采用了一款名為MXene的二維材料，導(dǎo)電性超高，單從汽車(chē)行業(yè)而言，新電極或?qū)⒔鉀Q長(zhǎng)久以來(lái)一直困擾電動(dòng)車(chē)的充電難題，未來(lái)鋰電池的充放電耗時(shí)將僅需數(shù)秒，且所儲(chǔ)存的電能要遠(yuǎn)高于常規(guī)的超級(jí)電容器。

該項(xiàng)目研究員宣稱(chēng)，他們?cè)谠囼?yàn)中抽取了薄薄的一層MXene電極，用于演示充電速率，整個(gè)充電過(guò)程只需數(shù)十毫秒。

MXene并不是一種新鮮的材料，它于2011年被德雷塞爾大學(xué)材料科學(xué)與工程系的研究人員所發(fā)現(xiàn)，是一款扁平的納米材料，其外觀酷似三明治，由氧化物與導(dǎo)電的碳及金屬填充物構(gòu)成，而氧化物相當(dāng)于三明治中的面包，將填充物夾在中間。

在該材料制造過(guò)程中，研究人員采用層壓法來(lái)制作MXene。不妨想象下桶裝薯片的樣子，該材質(zhì)的各層材料就是如此堆疊而成的。

盡管MXene的導(dǎo)電性相當(dāng)出色，但其結(jié)構(gòu)依然不利于鋰離子在電池內(nèi)的擴(kuò)散。對(duì)于鋰電池的儲(chǔ)能而言，鋰離子留在氧化還原活性位置（redoxactivesites），這類(lèi)位置的數(shù)量越多，電池保有的電量就越大，壽命就越長(zhǎng)。重要的是，電池還使鋰離子能夠自由移動(dòng)，否則其無(wú)法到達(dá)氧化還原活性位置。

為使MXene的鋰離子能自由移動(dòng)，研究人員對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一定的調(diào)整。研究人員將MXene與水凝膠（hydrogel）相混合，改變了其結(jié)構(gòu)，使鋰離子能自由移動(dòng)。

YuryGogotsi表示：“理想的電極架構(gòu)是多通道結(jié)構(gòu)（multi-lane），像多車(chē)道高速公路一樣，以便鋰離子高速移動(dòng)。研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)的大孔隙電極設(shè)計(jì)恰好實(shí)現(xiàn)了該目標(biāo)，使充電過(guò)程短短數(shù)秒內(nèi)完成。”