星期一, 3月 4

幾秒鐘內完成手機充電的新型超級電池


 據英國每日郵報報導,目前,美國科學家最新研製一種超級電池,它們被稱為微型石墨烯超級電容,其充電和放電速度比普通電池快1000倍。這種超級電池是採用單原子厚度的碳層構成,能夠很容易製造並整合成為器件,未來有望製造更小的手機。


科學家使用DVD燒錄技術製造的微型超級電池,其充電和放電能力是普通電池的上千倍

這種新型電池技術可顯著改變電池設計,使電池變得更小,更易於器件整合
研究小組稱,這項技術突破能夠在最短時間內對手機和汽車快速充電,同時可用於製造體積較小的器件。美國加州大學洛杉磯大學材料科學和工程系教授理查德-卡恩說:“集合電子電路的能量存儲單元的設計製造存在著挑戰,經常局限於整體系統的微型化。”

為了研製這種微型超級電池,研究人員使用二維石墨烯層,在第三維立體層面其厚度僅有單個原子。同時,研究小組發現使用一種標準DVD燒錄技術能夠很容易製造這種新型電池。
卡恩說:“製造微型超級電容的傳統方法涉及到密集型光刻技術,但被證實很難製造成本低廉的器件,因此在商業應用領域受限。目前,我們基於適用於大眾的光速寫DVD燒錄技術,可以僅用部分傳統裝置成本製造出石墨烯微型超級電容。使用這種技術,我們利用廉價材料僅不足30分鐘在一個光盤上製造100多個微型超級電池。”
為了使超級電池更具有效性,兩個分離電極的放置方式必須使其表面積最大化。這將使超級電池能夠存儲更多電能。之前的微型電池是多層石墨烯堆疊在一起作為電極,有點兒像三明治麵包片。

在最新設計的超級電池中,研究人員使用叉合模型(類似於互相交織的手指)將電極並排放在一起。這將有助於實現兩個電極表面積的最大化,儘管這同時也會減少電解液中離子需要擴散的路徑。
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