美国科学家研制新超级电池 几秒内完成充电

必发娱乐手机版2017年7月27日讯  石墨烯是目前世界上已发现的最薄、最坚硬的纳米材料,而且结构非常稳定,柔韧性很好,同时也是目前已知导电性、导热性最出色的材料。

目前,美国科学家最新研制一种超级电池,它们被称为微型石墨烯超级电容,其充电和放电速度比普通电池快1000倍。这种超级电池是采用单原子厚度的碳层构成,能够很容易制造并整合成为器件,未来有望制造更小的手机。

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研究小组称,这项技术突破能够在最短时间内对手机和汽车快速充电,同时可用于制造体积较小的器件。美国加州大学洛杉矶大学材料科学和工程系教授理查德-卡恩说:“集合电子电路的能量存储单元的设计制造存在着挑战,经常局限于整体系统的微型化。”

为了研制这种微型超级电池,研究人员使用二维石墨烯层,在第三维立体层面其厚度仅有单个原子。同时,研究小组发现使用一种标准DVD烧录技术能够很容易制造这种新型电池。

卡恩说:“制造微型超级电容的传统方法涉及到密集型光刻技术,但被证实很难制造成本低廉的器件,因此在商业应用领域受限。目前,我们基于适用于大众的光速写DVD烧录技术,可以仅用部分传统装置成本制造出石墨烯微型超级电容。使用这种技术,我们利用廉价材料仅不足30分钟在一个光盘上制造100多个微型超级电池。”

为了使超级电池更具有效性,两个分离电极的放置方式必须使其表面积最大化。这将使超级电池能够存储更多电能。之前的微型电池是多层石墨烯堆叠在一起作为电极,有点儿像三明治面包片。

在最新设计的超级电池中,研究人员使用叉合模型(类似于互相交织的手指)将电极并排放在一起。这将有助于实现两个电极表面积的最大化,尽管这同时也会减少电解液中离子需要扩散的路径。

最终这种超级电池能够存储更多的电能,更快地完成充电。研究人员表示,人们甚至可以在家中完成这种超级电池的制造。

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