鉅大LARGE | 點擊量:1304次 | 2018年05月29日
三維電極微電池個頭小能力強
據(jù)英國廣播公司(BBC)近日報道,美國科學(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,一旦解決安全問題,新電池將有望變革消費電子設(shè)備和汽車的充電方式。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)有三個元件:分別位于電池兩端的陰極和陽極以及作為“橋梁”的電解液。最新研究的突破主要在于,科學(xué)家們在微尺度上將陽極和陰極整合在了一起。
他們首先制造出一個由細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,留下一個三維的金屬支架,并在該金屬支架上添加了一個鎳—錫合金陽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,并將玻璃表面沒入300攝氏度的液體(作為電解質(zhì))中。
研究負責(zé)人、伊利諾伊大學(xué)的威廉姆·金教授表示:“陰極和陽極距離非常近,使得位于電池兩極用來發(fā)生反應(yīng)的離子和電子不需要行進很遠,因此能更快產(chǎn)生能量。而且,最新技術(shù)可以擴展,可以將電池做得比較大?!?br/>
金指出,盡管智能手機和其他電子設(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“個頭”僅為原電池的十分之一,新電池可用在汽車內(nèi)。
其他電池專家對新研究樂見其成,但他們也擔(dān)心,安全問題或許會成為其市場化的“絆腳石”。
英國劍橋大學(xué)化學(xué)系的克萊爾·格雷教授表示:“挑戰(zhàn)在于制造出一個足夠穩(wěn)固的微電池陣列,通過一個成本低廉且可不斷擴大的過程,使整個電池陣列不出現(xiàn)一次短路?!迸=虼髮W(xué)無機化學(xué)和能源領(lǐng)域的專家皮特·愛德華茲也指出:“最新研究證明了我們可以獲得很高的能量密度,但問題在于如何擴大規(guī)模以便進行工業(yè)化生產(chǎn),同時找到更簡單的制造方法并解決安全問題。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題?!?br/>
金承認,因為目前使用的液體容易自燃,安全問題確實存在。他表示,測試設(shè)備使用的液體很少,這就使發(fā)生爆炸的危險微乎其微,但如果電池被做得很大,危險可能會隨之增加。但他計劃改用更安全的聚合物電解液來解決這個問題,希望今年年底前,該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)為電子設(shè)備和汽車供電。
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