三维电极微电池个头小能力强
来源:办公室(郑州市国防动员委员会科技动员办公室)  时间:2013-04-26 10:21:34  

    科技日报讯据英国广播公司(BBC)近日报道,美国科学家制造出一种拥有三维电极的新式“微电池”模型,与目前的商用电池相比,同样功能的新电池仅为其十分之一,而再充电速度则为其1000倍。科学家们表示,一旦解决安全问题,新电池将有望变革消费电子设备和汽车的充电方式。相关研究将发表在最新一期《自然·通讯》杂志上。

    电池内有三个元件:分别位于电池两端的阴极和阳极以及作为“桥梁”的电解液。最新研究的突破主要在于,科学家们在微尺度上将阳极和阴极整合在了一起。

    他们首先制造出一个由细小的聚苯乙烯球组成的网格;接着用金属填满球内外;再将球溶解,留下一个三维的金属支架,并在该金属支架上添加了一个镍—锡合金阳极和氢氧化锰矿物质阴极;最后,将该装置依附到一块玻璃的表面,并将玻璃表面没入300摄氏度的液体(作为电解质)中。

    研究负责人、伊利诺伊大学的威廉姆·金教授表示:“阴极和阳极距离非常近,使得位于电池两极用来发生反应的离子和电子不需要行进很远,因此能更快产生能量。而且,最新技术可以扩展,可以将电池做得比较大。”

    金指出,尽管智能手机和其他电子设备已从微电子学受益良多,但电池领域的进展却伐善可陈,最新研究改变了这一现状。同样功能的新电池的“个头”仅为原电池的十分之一,新电池可用在汽车内。

    其他电池专家对新研究乐见其成,但他们也担心,安全问题或许会成为其市场化的“绊脚石”。

    英国剑桥大学化学系的克莱尔·格雷教授表示:“挑战在于制造出一个足够稳固的微电池阵列,通过一个成本低廉且可不断扩大的过程,使整个电池阵列不出现一次短路。”牛津大学无机化学和能源领域的专家皮特·爱德华兹也指出:“最新研究证明了我们可以获得很高的能量密度,但问题在于如何扩大规模以便进行工业化生产,同时找到更简单的制造方法并解决安全问题。我并不知道这种微电池是否容易自燃,钴酸锂电池就存在这一问题。”

    金承认,因为目前使用的液体容易自燃,安全问题确实存在。他表示,测试设备使用的液体很少,这就使发生爆炸的危险微乎其微,但如果电池被做得很大,危险可能会随之增加。但他计划改用更安全的聚合物电解液来解决这个问题,希望今年年底前,该技术能够实现为电子设备和汽车供电。


 


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