美國研究出新型電池能在幾秒內給手機充滿電

美國研究人員近日公布了他們研制的一種新型電池，這種電池能在幾秒內給手機，甚至是汽車充滿電。這種名叫微型石墨烯超級電容器的裝置 的充電或者是放電速度比常規(guī)電池快100倍到1000倍。這種利用單原子層碳制成的電池很容易生產，也很容易與電子產品結合到一起，甚至有可能促使更小的手機誕生。


該科研組表示，他們的新突破不僅將會導致充電更快的手機和汽車誕生，而且也會催生更小的電子產品。加州大學洛杉磯分校亨利·薩繆理工程和應用科 學學院的材料科學教授理查德·卡納說：“儲能設備與電路相結合具有很大挑戰(zhàn)，它經常會對整個系統(tǒng)的小型化產生很大限制。”
研究人員為了研制 這種新的微型超級電容器，他們采用兩維碳片，即石墨烯，它在第三維只有單原子那么厚。該科研組還發(fā)現(xiàn)一種能夠輕松生產這種電池的方法，即采用標準DVD刻 錄機。研究員艾爾·卡迪說：“制造微型超級電容器的傳統(tǒng)方法涉及到勞動密集型光刻技術，事實證明，這種方法很難制造出符合成本效益的裝置，因此它大大限制 了它們的商業(yè)應用。而我們采用消費檔次的光雕刻錄，用比傳統(tǒng)裝置低很多的成本大面積生產石墨烯微型超級電容器。采用這項技術后，我們能用便宜材料，在不到 30分鐘的時間里，在一個單一的光盤上生產超過100個微型超級電容器。”
為了產生一個高效超級電容器電池，研究人員需要分開安裝兩個電 極，以便讓它們中間的可用表面積達到最大化。這么做會導致超級電容器儲存更多電荷。以前的設計把一層層石墨烯堆疊在一起，當做電極，這就如同三明治上的面 包片。然而，這種做法在電子電路上并不起作用。在新設計中，研究人員以相互交叉的形式，把電極并排安裝，這與相互交叉的手指類似。這么做有助于擴大兩個電 極的可用表面積，并減少電解液里的離子需要傳播的路線。因此新型超級電容器具備比堆疊對比物更強的充電能力和速度性能。研究人員表示，人們甚至可以在家制 作這種東西。
艾爾·卡迪說：“這種方法非常簡單、成本低效率高，而且能在家中生產。我們只需一個DVD刻錄機和分散在水里的氧化石墨，這種 材料能以很低的價格在市場上買到。”該科研組表示，現(xiàn)在他們希望能與電子產品生產商合作?？{說：“目前我們正在尋找商業(yè)合伙人，幫助我們大量生產我們的 石墨烯微型超級電容器。”
理查德·卡納說，對于超級電容器來說，它再“快”也不過是數(shù)量上的升級，“小”才是其最大價值。他表示：“一直以 來，電子產品的微型化、小型化，常常會遭遇儲能系統(tǒng)方面的阻礙。過大的電池體積，拖累了整個產品的靈活小巧。”而新型超級電容器不但擁有較小的體積，且可 以輕易整合到其他配件當中。