新型電池，充放電只需數(shù)秒

時(shí)間：2012-03-15 05:51:00

關(guān)鍵字：充放電電池金屬薄膜

手機(jī)看文章

掃描二維碼
隨時(shí)隨地手機(jī)看文章

[導(dǎo)讀] 近日，伊利諾伊大學(xué)厄本那―香檳分校的研究人員開發(fā)出一款新型電池，可在幾秒鐘的時(shí)間內(nèi)完成充電或放電工作。以該校材料科學(xué)和工程系教授保羅?布勞恩（PaulBraun）為首的研究小組將電池負(fù)極設(shè)計(jì)成3D納米結(jié)構(gòu)，可以提

近日，伊利諾伊大學(xué)厄本那―香檳分校的研究人員開發(fā)出一款新型電池，可在幾秒鐘的時(shí)間內(nèi)完成充電或放電工作。以該校材料科學(xué)和工程系教授保羅?布勞恩（PaulBraun）為首的研究小組將電池負(fù)極設(shè)計(jì)成3D納米結(jié)構(gòu)，可以提供電池式的電力和電容般的功效，在快速充，放電的過程中，又保證了電池的蓄電容量。
現(xiàn)今大多數(shù)電池在儲(chǔ)存能量與充電，放電方面都不能兩全兼顧，此項(xiàng)研究則解決了此難題，
該系統(tǒng)將薄膜制成三維結(jié)構(gòu)，則既可提高儲(chǔ)能容量，又能提供強(qiáng)大的電流，這樣的性能有助于研制在幾秒鐘內(nèi)充電的手機(jī)，幾分鐘內(nèi)充電的筆記本電腦，以及高功率激光器和心臟除顫器。能夠大量儲(chǔ)能、同時(shí)快速放電和充電的電池也是軍事應(yīng)用領(lǐng)域夢寐以求的。不難想象，這款新電池將來電動(dòng)汽車開發(fā)的應(yīng)用前景將是無可估量的。，因?yàn)槟壳半妱?dòng)汽車發(fā)展面臨的局限就是電池的使用壽命短和充電時(shí)間長。
　　該新型3D電池結(jié)構(gòu)的技術(shù)關(guān)鍵在于將可自組裝的納米小球與薄膜相結(jié)合。首先將納米小球覆蓋在一個(gè)基底的表面，并讓小球緊密組合在一起，形成一個(gè)格子框架，隨后用金屬填充小球周圍的空間。當(dāng)小球被熔化或溶解后，留下一個(gè)多孔的3D金屬支架。利用電拋光工藝蝕刻掉支架的表面，就得到一個(gè)無邊框的框架結(jié)構(gòu)。這種雙連續(xù)電極結(jié)構(gòu)擁有可以互相連接的微小通道，所以鋰離子可以快速移動(dòng)；活性物質(zhì)薄膜在擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)方面表現(xiàn)優(yōu)異；而金屬框架具有良好的導(dǎo)電性能。
　　　該研究得到了美國陸軍研究實(shí)驗(yàn)室和美國能源部的支持，論文發(fā)表在《自然納米技術(shù)》網(wǎng)絡(luò)版上。