跟你的手機(jī)電池和充電器說(shuō)聲再見(jiàn)吧！一種新的結(jié)構(gòu)材料可以將移動(dòng)終端的整個(gè)外殼變成一個(gè)混合式超級(jí)電容器/電池，從而取代傳統(tǒng)的電池。
　　位于美國(guó)田納西州的范德堡大學(xué)(Vanderbilt University)納米材料與能源裝置實(shí)驗(yàn)室的研究人員們最近設(shè)計(jì)出一種新的混合材料，它結(jié)合了超級(jí)電容器和電池的優(yōu)點(diǎn)，十分適于做成這類(lèi)移動(dòng)終端的外殼。雖然目前這種材料的能量密度仍低于鋰離子電池，但更大尺寸的外殼足以彌補(bǔ)能量的不足，而且它還騰出了傳統(tǒng)電池占用的空間。
　　范德堡大學(xué)教授Cary Pint透露他與該校博士候選人Andrew Westover目前正進(jìn)行的這項(xiàng)研究，“我們的研究團(tuán)隊(duì)正致力于開(kāi)發(fā)混合式“電容器－電池”，其表現(xiàn)就像電容器一樣，能夠像超級(jí)電容器那樣保持超長(zhǎng)的充放電生命周期，而且還能儲(chǔ)存以及提供幾乎相當(dāng)于目前鋰離子電池的能量。”
　　Pint希望這種混合式超級(jí)電容器材料可被制造于所有類(lèi)型的建筑計(jì)劃結(jié)構(gòu)中從房屋的外墻和側(cè)板墻到飛機(jī)的底盤(pán)。“研究這種技術(shù)的主要目的之一是希望開(kāi)發(fā)出能夠整合于房屋中的儲(chǔ)能材料，從而提高屋頂太陽(yáng)能電池的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，并實(shí)現(xiàn)分布式電網(wǎng)系統(tǒng)。”
　　在Pint的原型中，電極是以硅晶圓制造的。晶圓的一邊采用化學(xué)制程處理，內(nèi)面覆蓋著納米級(jí)孔洞。然后在孔洞中沈積超薄的碳層類(lèi)似石墨烯。如同電池中的電解液一樣，保留帶電離子的聚合物層接著在滲漏進(jìn)孔洞之處形成兩個(gè)晶圓/電極之間的夾層。在聚合體冷卻和固化后，整個(gè)雙晶圓結(jié)構(gòu)就會(huì)變得異常穩(wěn)定，能夠有效地防止脫層，Pint指出。
　　透過(guò)這種方法做成的超級(jí)電容器幾分鐘就可能充飽電電池則要幾個(gè)小時(shí)才能充飽而且可以承受每平方英寸高達(dá)44磅的應(yīng)力和壓力以及超過(guò)80g的振動(dòng)加速度。雖然展示用的超級(jí)電容器是用硅晶打造的，但研究人員計(jì)劃進(jìn)一步改善其承載復(fù)合材料技術(shù)，以適合更具強(qiáng)韌性的應(yīng)用。具體措施是利用輕量級(jí)的多孔金屬(如鋁)代替嵌入納米管的碳復(fù)合材料。


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