像纸一样的新型电池:纸电池为什么不能推广传统的电池由三部分构成:由正离子和负离子组成的电解液、用不同材料做成的两个电极,供正离子和负离子以相反方向通过的隔膜。要想把这种电池制作得体积更小、更有柔性是非常困难的,主要是因为无法把上像一片纸一样的新型电池面所说的各部分汇集到一种很薄的材料里。位于美国纽约的Rensselaer Polytechnic学院的一个研究小组(该研究小组由化学家Robert Linhardt、材料学家PulickelAjayan和工程师Omkaram Nalamasu领导)正试图采用纸这种材料来制作电池,以求实现新突破。
为了研制新型电池,该研究小组先将制作纸张的植物纤维溶解在液体盐溶液中,然后加入细微的碳纳米管,让这种混合物干燥,这样就生成了一种像纸一样的薄膜,它的一面是白色的,有碳纳米管的另一面是黑色的。要制造电池,该研究小组还要将纤维浸入氟磷酸锂盐溶液中,以便使白色的一面覆盖上一层锂金属,这样,电池就制作成了:碳纳米管作为一个电极,锂金属作为另一个电极,溶液相当于电解液,而植物纤维则充当隔离器。
每克纸可以生产出2V电压下10uA的电流,研究者利用这种电池可以给风扇和LED灯供电。将多层薄膜堆叠在一起可以实现更高的功率。
该电池还有很多其他优点,它的工作温度范围很宽:-70~+150℃;保持了纸的柔韧性;由于它的原料中90%是植物纤维,因此生产成本低廉。Linhardt说,它所具有的低毒性,使它成为一种极具吸引力的医疗设备用电源,如心脏起搏器、胰岛素泵等。
加拿大Alberta大学的电子工程师Sandipan Pramanik认为这个研究成果值得奖励,他认为,除了在医疗设备的应用,该技术还有可能为手机和笔记本电脑提供电池,但是,在这些应用之前,首先要解决的问题是找到一种途径来大批量生产这种纸电池。
更多信息请参考《Proceedings ofthe National Academy of Sciences》的官方网站省略。
――王丽英纸电池的市场前景
这种纸电池与传统电池相比,在储存能源和充电周期寿命方面的表现一样良好。实验显示,将碳纳米管纸张放入传统充电池,可减少20%重量。加州大学伯克莱分校化学教授杨培东认为,这种技术可在短期内商业化。
哈尔滨工业大学理学院应用化学系的孙克宁教授认为,每一种电池都是根据不同的需要而特别设计和发明的。由于不同的电池有不同的特性,所以某一种电池不可能是万能的,这种新型纸电池也不例外。
新型纸电池作为一种新概念电池,运用前景肯定是有的。但是从公布的纸电池的生产方法上看,生产这种纸电池所需要的碳纳米管的生产成本很高,不适合大批量生产,因此其实用性也是有限的。还只能把这种新型纸电池定位为一种探索性研究发明。由于工艺和其他方面的原因,它并不能替代广泛使用的其他种类的电池,也不可能在短时间内占有市场。
对于笔记本电脑、手机、数码相机乃至汽车都是一种理想的驱动装置。因为可塑性强,这种电池甚至可以被做成车门的形状。在驱动微型医疗装置(譬如心脏起搏器)方面有着其它电池不可比拟的优势。研究者正在努力降低纸电池的成本,期望未来能够像印刷报纸那样,利用印刷技术大量制造电池。
卷绕式蓄电池为什么不能推广卷绕式蓄电池(转)关键是工艺很难控制。所以没有被推广,传统叠片区别如下:
叠片:1:尺寸比较灵活,可以做成三角,圆形等。2:机械化不容易实现。3:极片要冲切,断面较多,易刺穿隔膜,易短路,易产生付反应。4:电池的张力不容易控制。5:极片容易进行检查或挑选。
卷绕:1:机械化容易,速度较快,均一性更有保证,有利于大规模生产。2:存在正面与侧面的张力不一致,导致内部反应不均匀。3:对极片的涂布要求高。4要求极片层有一定的弹性,否则在弯折处易脱落或断列。5:由于电极从极片上一处引出,存在电 场分布的问题。要求电极层有较好的导电性。