|
據(jù)物理學家組織網(wǎng)6月28日報道,，美國萊斯大學研究人員開發(fā)出一種幾乎可以噴涂在任何物體表面上的鋰離子電池。這種可充電電池組成的噴漆,，每一層都代表著傳統(tǒng)電池的組件,。該研究發(fā)表在6月28日《自然》在線版上。
傳統(tǒng)的鋰離子電池把活性層包裝進筒式或其他便攜式容器里,，而賴斯大學的研究人員找到一種方法可將其涂到任何物體表面之上,，從而開啟了可以把物體表面變成存儲設備的可能性。
研究人員表示：“這意味著傳統(tǒng)包裝的電池已經讓位于更為靈活的方法,，增加了各種新的存儲設備的設計和集成的可能性,。最近以來，很多人有興趣用改進外形因素的方式創(chuàng)造新式電源,，而這種噴涂電池朝這一方向前進了一大步,。”
該材料可以噴刷到浴室的陶瓷磚,、柔性聚合物,、玻璃、不銹鋼甚至啤酒杯上,。在最初的實驗中,，將幾個基于浴室瓷磚的太陽能電池并聯(lián)連接，其可以把實驗室中的光轉換成電源,。電池可單獨給一套發(fā)光二極管供電6個小時,，同時電池提供了穩(wěn)定的2.4伏電壓。研究報告稱,，手涂電池在±10%的目標內,，其性能顯示出一致性；在經過60次充放電循環(huán)后，其容量只有非常小的下降,。
該研究團隊比較艱苦地用數(shù)個小時制定配方,、混合和測試這種包含有5層結構的涂料,，這些層面分別是兩個電流集電器,、陰極、陽極和在中間分隔的聚合物,。每一層都經過優(yōu)化處理,。首先，正電流收集器是一種純化的單壁碳納米管與炭黑粒子分散于N-甲基吡咯烷酮的混合物,；二是陰極中包含鈷酸鋰,、碳和超細石墨（UFG）粉末黏合劑；三是Kynar
Flex樹脂,、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和二氧化硅聚合物分離涂料分散混合在溶劑中,；四是陽極里含有鋰鈦氧化物和黏合劑中的超細晶混合物；最后一層是負電流收集器,，采用市售的導電銅漆,，可用乙醇稀釋。
研究人員說：“最難的部分是實現(xiàn)機械穩(wěn)定性和使分離器發(fā)揮關鍵的作用,。研究發(fā)現(xiàn),，納米管和陰極層黏著得很好，而如果分隔器沒有機械穩(wěn)定性,，將會剝離基板,。添加PMMA可以給予分離器正向的附著力。一旦經過噴涂,，瓷磚和其他物品被注入電解液,，熱封后會帶電�,！�
研究人員已經申請了技術專利,，并打算繼續(xù)完善。他們正在積極尋找在露天更容易創(chuàng)造噴涂電池的電解質,，并且他們還設想將這種電池設計成鎖扣式瓦片,，以采用任何數(shù)量的方式配置瓷磚。
|