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跟电池说再见 手机外壳变身混合式超级电容器

时间:2014-07-03 10:21来源:cbcu 作者:日 光
点击: 次
　　跟你的手机电池和充电器说声再见吧！一种新的结构材料可以将移动终端的整个外壳变成一个混合式超级电容器/电池，从而取代传统的电池。
　　位于美国田纳西州的范德堡大学(Vanderbilt University)纳米材料与能源装置实验室的研究人员们最近设计出一种新的混合材料，它结合了超级电容器和电池的优点，十分适于做成这类移动终端的外壳。虽然目前这种材料的能量密度仍低于锂离子电池，但更大尺寸的外壳足以弥补能量的不足，而且它还腾出了传统电池占用的空间。
　　范德堡大学教授Cary Pint透露他与该校博士候选人Andrew Westover目前正进行的这项研究，“我们的研究团队正致力于开发混合式“电容器－电池”，其表现就像电容器一样，能够像超级电容器那样保持超长的充放电生命周期，而且还能储存以及提供几乎相当于目前锂离子电池的能量。”
　　Pint希望这种混合式超级电容器材料可被制造于所有类型的建筑计划结构中从房屋的外墙和侧板墙到飞机的底盘。“研究这种技术的主要目的之一是希望开发出能够整合于房屋中的储能材料，从而提高屋顶太阳能电池的经济价值，并实现分布式电网系统。”
　　在Pint的原型中，电极是以硅晶圆制造的。晶圆的一边采用化学制程处理，内面覆盖着纳米级孔洞。然后在孔洞中沈积超薄的碳层类似石墨烯。如同电池中的电解液一样，保留带电离子的聚合物层接着在渗漏进孔洞之处形成两个晶圆/电极之间的夹层。在聚合体冷却和固化后，整个双晶圆结构就会变得异常稳定，能够有效地防止脱层，Pint指出。
　　透过这种方法做成的超级电容器几分钟就可能充饱电电池则要几个小时才能充饱而且可以承受每平方英寸高达44磅的应力和压力以及超过80g的振动加速度。虽然展示用的超级电容器是用硅晶打造的，但研究人员计划进一步改善其承载复合材料技术，以适合更具强韧性的应用。具体措施是利用轻量级的多孔金属(如铝)代替嵌入纳米管的碳复合材料。


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