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透明鋰離子電池

透明鋰離子電池,這種透明電池的能量密度比普通鋰電池低,同鎳鎘電池差不多,其柔韌性非常好,而且,成本與常規(guī)電池相當,有望在消費電子領(lǐng)域“大展拳腳”。

  1.透明鋰離子電池 - 特點

  該透明電池的電極為網(wǎng)格狀架構(gòu),網(wǎng)格中每條線的寬度約為35微米(人眼的分辨能力介于50到100微米之間,如果材料小于50微米,人眼看來它就是透明的),因為單條線如此細小,光會穿過網(wǎng)絡(luò)線之間的透明縫隙,整個網(wǎng)眼區(qū)域看起來就是透明的。

  為制造該透明電池,斯坦福大學(xué)材料與工程系副教授崔藝(音譯)和其研究生楊遠(音譯)設(shè)計出精巧獨特的三步過程。首先,他們選定了透明而有彈性的化合物聚二甲硅氧烷(PDMS),替代銅或鋁等不透明的常規(guī)材料。PDMS非常便宜,但它不導(dǎo)電,為此,他們將PDMS倒進硅模型中制造出了網(wǎng)格狀的溝槽,然后讓金屬薄膜產(chǎn)生的蒸汽飄在溝槽上方,制造出了一個導(dǎo)電層。隨后,他們將包含有納米級有效電極材料的溶液倒入溝槽中制造出了電極。接下來,楊遠對一種凝膠電解液進行了改變,使其既做電解液又做分離器。因為普通電池中被用來做分離器的材料都不透明,因此,這是關(guān)鍵的一步。

  通過將新的透明的電解液精確地放置在兩個電極之間,崔藝和楊遠制造出了一塊功能性的透明電池,而且,可以通過添加多層讓透明電池體型更大、功能更強。

  只要網(wǎng)線能精確地匹配,透明性就能一直保持。光傳輸測試顯示,該電池在可見光中的透明性為62%;三個電池層疊在一起的透明性為60%,而且,整個電池非常柔軟。更重要的是,其成本同常規(guī)電池一樣。

  2.透明鋰離子電池 - 研發(fā)過程

  先在硅模板上鋪上透明材料,做成網(wǎng)格狀溝道,再把原子膠片鋪在最上面,制造出了一個導(dǎo)電層,電極懸浮液吸入并流過溝道制造出電極,電池制作完成(成品圖),顯微鏡下的網(wǎng)格線。

  3透明鋰離子電池 - 限制

  楊遠說:“唯一的限制是,這種透明電池的能量密度比普通鋰電池低,同鎳鎘電池差不多。”大多數(shù)手提電腦和手機都由鋰電池提供電力;鎳鎘電池主要用于數(shù)碼相機和其他能量密度較小的設(shè)備上。不過,該透明電池的能量密度可以通過改進材料性能而不斷完善。

  崔藝已為該電池申請了專利,并樂觀地表示,透明電池對基礎(chǔ)研究非常重要;我們也希望同蘋果公司合作,讓人們在未來能擁有透明的蘋果手機。

  4透明鋰離子電池 - 前景

  隨著全透明概念型電子設(shè)備的開發(fā),透明的電池將是便攜式設(shè)備的關(guān)鍵,在未來的電子市場前景廣闊。


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