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美研發(fā)三維電極微電池 個(gè)頭小能力強(qiáng)

美研發(fā)三維電極微電池 個(gè)頭小能力強(qiáng)

2013-04-26 11:27:28

  據(jù)英國(guó)廣播公司(BBC)近日?qǐng)?bào)道,美國(guó)科學(xué)家制造出一種擁有三維電極的新式“微電池”模型,與目前的商用電池相比,同樣功能的新電池僅為其十分之一,而再充電速度則為其1000倍??茖W(xué)家們表示,一旦解決安全問(wèn)題,新電池將有望變革消費(fèi)電子設(shè)備和汽車(chē)的充電方式。相關(guān)研究將發(fā)表在最新一期《自然·通訊》雜志上。

  電池內(nèi)有三個(gè)元件:分別位于電池兩端的陰極和陽(yáng)極以及作為“橋梁”的電解液。最新研究的突破主要在于,科學(xué)家們?cè)谖⒊叨壬蠈㈥?yáng)極和陰極整合在了一起。

  他們首先制造出一個(gè)由細(xì)小的聚苯乙烯球組成的網(wǎng)格;接著用金屬填滿球內(nèi)外;再將球溶解,留下一個(gè)三維的金屬支架,并在該金屬支架上添加了一個(gè)鎳—錫合金陽(yáng)極和氫氧化錳礦物質(zhì)陰極;最后,將該裝置依附到一塊玻璃的表面,并將玻璃表面沒(méi)入300攝氏度的液體(作為電解質(zhì))中。

  研究負(fù)責(zé)人、伊利諾伊大學(xué)的威廉姆·金教授表示:“陰極和陽(yáng)極距離非常近,使得位于電池兩極用來(lái)發(fā)生反應(yīng)的離子和電子不需要行進(jìn)很遠(yuǎn),因此能更快產(chǎn)生能量。而且,最新技術(shù)可以擴(kuò)展,可以將電池做得比較大。”

  金指出,盡管智能手機(jī)和其他電子設(shè)備已從微電子學(xué)受益良多,但電池領(lǐng)域的進(jìn)展卻伐善可陳,最新研究改變了這一現(xiàn)狀。同樣功能的新電池的“個(gè)頭”僅為原電池的十分之一,新電池可用在汽車(chē)內(nèi)。

  其他電池專(zhuān)家對(duì)新研究樂(lè)見(jiàn)其成,但他們也擔(dān)心,安全問(wèn)題或許會(huì)成為其市場(chǎng)化的“絆腳石”。

  英國(guó)劍橋大學(xué)化學(xué)系的克萊爾·格雷教授表示:“挑戰(zhàn)在于制造出一個(gè)足夠穩(wěn)固的微電池陣列,通過(guò)一個(gè)成本低廉且可不斷擴(kuò)大的過(guò)程,使整個(gè)電池陣列不出現(xiàn)一次短路。”牛津大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)和能源領(lǐng)域的專(zhuān)家皮特·愛(ài)德華茲也指出:“最新研究證明了我們可以獲得很高的能量密度,但問(wèn)題在于如何擴(kuò)大規(guī)模以便進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn),同時(shí)找到更簡(jiǎn)單的制造方法并解決安全問(wèn)題。我并不知道這種微電池是否容易自燃,鈷酸鋰電池就存在這一問(wèn)題。”

  金承認(rèn),因?yàn)槟壳笆褂玫囊后w容易自燃,安全問(wèn)題確實(shí)存在。他表示,測(cè)試設(shè)備使用的液體很少,這就使發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)微乎其微,但如果電池被做得很大,危險(xiǎn)可能會(huì)隨之增加。但他計(jì)劃改用更安全的聚合物電解液來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題,希望今年年底前,該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)為電子設(shè)備和汽車(chē)供電。

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