中文名称 | 可喷涂电池 | 创始时间 | 2012年6月 |
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实质 | 喷在任何东西表面可变成电池 | 创始机构 | 美国莱斯大学 |
该项研究由莱斯大学研究生尼拉姆·辛格领导。他们用了数小时制作和混合涂料,而后将其喷涂到瓷砖表面,形成5个不同的层,这些层构成了电池的组件--两个电流收集器、一个阴极、一个阳极以及夹在中间的聚合物隔膜。测试中,9个喷涂在浴室瓷砖上的锂电池进行并联连接,其中一个覆盖太阳能电池。太阳能电池将实验室的灯光转化成电量,为锂电池充电。
瓷砖完成喷涂后,研究人员注入电解液,而后进行热封和充电。完全充电后,这组电池能够让一组排列成莱斯英文名称"RICE"的发光二极管亮6个小时。测试中,它们能够产生稳定的2.4伏电压。
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这项技术意味着传统电池将让位于更灵活同时更具创新性的新型电池,允许所有新设计成为一种可能,同时实现电量存储装置的集成化。莱斯大学的科学家将这项新技术称之为"颠覆者",能够在将来的某一天对电池产业产生重要影响。
这种可充电电池组成的喷漆,每一层都代表着传统电池的组件。通过向物体表面喷涂化学物质层形成,可以使用太阳能电池充电,让小型装置和家用电器告别笨重的长寿命电池。
该项研究报告发表在2012年6月28日《自然》在线版上。此外,研究小组已经为这项技术申请了专利。
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fuJITsu电池可以充电吗?
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据报道,美国莱斯大学研究人员开发出一种几乎可以喷涂在任何物体表面上的锂离子电池。这种可充电电池组成的喷漆,每一层都代表着传统电池的组件。传统的锂离子电池把活性层包装进筒式或其他便携式容器里,而赖斯大学的研究人员找到一种方法可将其涂到任何物体表面之上,从而开启了可以把物体表面变成存储设备的可能性。
研究人员表示:“这意味着传统包装的电池已经让位于更为灵活的方法,增加了各种新的存储设备的设计和集成的可能性。最近以来,很多人有兴趣用改进外形因素的方式创造新式电源,而这种喷涂电池朝这一方向前进了一大步。”
该材料可以喷刷到浴室的陶瓷砖、柔性聚合物、玻璃、不锈钢甚至啤酒杯上。在最初的实验中,将几个基于浴室瓷砖的太阳能电池并联连接,其可以把实验室中的光转换成电源。电池可单独给一套发光二极管供电6个小时,同时电池提供了稳定的2.4伏电压。研究报告称,手涂电池在±10%的目标内,其性能显示出一致性;在经过60次充放电循环后,其容量只有非常小的下降。
该研究团队比较艰苦地用数个小时制定配方、混合和测试这种包含有5层结构的涂料,这些层面分别是两个电流集电器、阴极、阳极和在中间分隔的聚合物。每一层都经过优化处理。首先,正电流收集器是一种纯化的单壁碳纳米管与炭黑粒子分散于N-甲基吡咯烷酮的混合物;二是阴极中包含钴酸锂、碳和超细石墨(UFG)粉末黏合剂;三是KyNARFlex树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和二氧化硅聚合物分离涂料分散混合在溶剂中;四是阳极里含有锂钛氧化物和黏合剂中的超细晶混合物;最后一层是负电流收集器,采用市售的导电铜漆,可用乙醇稀释。
研究人员说:“最难的部分是实现机械稳定性和使分离器发挥关键的作用。研究发现,纳米管和阴极层黏着得很好,而如果分隔器没有机械稳定性,将会剥离基板。添加PMMA可以给予分离器正向的附着力。一旦经过喷涂,瓷砖和其他物品被注入电解液,热封后会带电。”
研究人员已经申请了技术专利,并打算继续完善。他们正在积极寻找在露天更容易创造喷涂电池的电解质,并且他们还设想将这种电池设计成锁扣式瓦片,以采用任何数量的方式配置瓷砖。
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本田和松下将在可携带蓄电池领域展开合作。将共同开发用于摩托车和机器人等的多种用途可拆卸式电池。本田是全球最大摩托车企业,松下是大型电池企业,向美国特斯拉独家供应电池,把车载电池定位为增长战略的支柱。
本田和松下通过合作有可能形成新的市场,车载电池无法用于其他用途。如果能够拆卸、携带、可用于各种用途的电池得到普及,还有助于弥补电力基础设施不足,同时电池 用途扩大至家用电源领域。本田将自2018年秋季起,在日本和东南亚销售的电动摩托车上采用可拆卸式蓄电池。将采购松下制造的锂离子电池,重约10公斤。本田和松下在印度尼西亚启动了将新型电池从摩托车上拆卸并更换、以及搭载到其他摩托车上等试验。
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