透明锂离子电池

  该透明电池的电极为网格状架构,网格中每条线的宽度约为35微米(人眼的分辨能力介于50到100微米之间,如果材料小于50微米,人眼看来它就是透明的),因为单条线如此细小,光会穿过网络线之间的透明缝隙,整个网眼区域看起来就是透明的。
  为制造该透明电池,斯坦福大学材料与工程系副教授崔艺(音译)和其研究生杨远(音译)设计出精巧独特的三步过程。首先,他们选定了透明而有弹性的化合物聚二甲硅氧烷(PDMS),替代铜或铝等不透明的常规材料。PDMS非常便宜,但它不导电,为此,他们将PDMS倒进硅模型中制造出了网格状的沟槽,然后让金属薄膜产生的蒸汽飘在沟槽上方,制造出了一个导电层。随后,他们将包含有纳米级有效电极材料的溶液倒入沟槽中制造出了电极。接下来,杨远对一种凝胶电解液进行了改变,使其既做电解液又做分离器。因为普通电池中被用来做分离器的材料都不透明,因此,这是关键的一步。
  通过将新的透明的电解液精确地放置在两个电极之间,崔艺和杨远制造出了一块功能性的透明电池,而且,可以通过添加多层让透明电池体型更大、功能更强。
  只要网线能精确地匹配,透明性就能一直保持。光传输测试显示,该电池在可见光中的透明性为62%;三个电池层叠在一起的透明性为60%,而且,整个电池非常柔软。更重要的是,其成本同常规电池一样。

- 研发过程

  先在硅模板上铺上透明材料,做成网格状沟道,再把原子胶片铺在最上面,制造出了一个导电层,电极悬浮液吸入并流过沟道制造出电极,电池制作完成,显微镜下的网格线。

 

- 限制

  杨远说:“的限制是,这种透明电池的能量密度比普通锂电池低,同镍镉电池差不多。”大多数手提电脑和手机都由锂电池提供电力;镍镉电池主要用于数码相机和其他能量密度较小的设备上。不过,该透明电池的能量密度可以通过改进材料性能而不断完善。
  崔艺已为该电池申请了专利,并乐观地表示,透明电池对基础研究非常重要;我们也希望同苹果公司合作,让人们在未来能拥有透明的苹果手机。

- 前景

  随着全透明概念型电子设备的开发,透明的电池将是便携式设备的关键,在未来的电子市场前景广阔。

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