鉅大LARGE | 點擊量：2057次 | 2018年06月06日
新型鋰電池如何自行修復磨損
新型微電池的結構不同于傳統電池，能夠做到高電量和高功率二者兼得。研究人員對這種電池的結構進行調整，在功率和電量之間實現更好的平衡?？茖W家表示新型微電池的高性能要歸功于內部的三維微結構。與所有電池一樣，新型微電池擁有兩個基本組件，即陽極和陰極。
新型微電池采用伊利諾斯州大學教授保羅-布勞恩設計的新型快速充電陰極。金和皮庫爾研發了與之相對應的陽極以及一種在微尺度下將二者集合在一起的方式，讓最后研制的電池擁有極高的性能。對于需要較高功率的用電設備，這種電池能夠讓傳感器或者無線電信號的有效工作距離達到此前的30倍，體積縮小30倍。
新型微電池的充電速度是其他電池技術的1000倍。理論上說，一部信用卡厚度的手機所需充電時間不到一秒鐘。除了消費型電子設備外，醫學設備、激光器、傳感器以及其他用電設備都能因為這項電池技術實現飛躍。金說：“一直以來，所有電氣設備都受到電池尺寸的限制。想象一下，私人醫學設備和植入物——當前使用的電池都是大塊頭——采用微小的電子元件和電線?，F在，電池的尺寸也可以變得非常微小。”
目前，研究人員正試圖將新型電池與其他電子元件集合在一起，同時降低生產成本。皮庫爾表示：“我們現在可以跳出盒子思考。這是一種新型技術，而不是此前技術的改進。它打破了電源的正常模式，允許我們設計全新的設備?！?/p>
很多人都會因為手機電池容量小、充電慢而抱怨，希望能有一種電池能快速充電，又長時間使用。不用著急，這個夢想很快就會變為現實了?？茖W家們已經研發出一種超級微電池，功率超強，充電時間不足一秒。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
一直以來，手機電池技術的發展便落后于手機技術。智能手機已經達到令人吃驚的先進程度，而電池卻相對比較古老，隨著美國伊利諾斯州大學洛杉磯分校的研究人員研制出一種超級微電池，這種落后從此成為過去。這種超級微電池是一種以石墨烯為基礎的微型超級電容器，它的功率是鋰電池的1000倍，該電容器不僅外形小巧，而且可以在數秒內為手機甚至汽車充電。
該校材料科學與工程專業的教授理查德卡納說：“蓄電器與電路的集成過程很具挑戰性，經常限制整個系統的小型化?！倍膱F隊研發的新電池型號更小，適合多種電器使用。另外該研究團隊還發現了一種生產這種新型電池的簡易方法。卡納介紹說：“只需一臺普通的DVD光雕刻錄機，我們就
傳統鋰電池
傳統鋰電池
能在不到30分鐘的時間內，在一張光盤上生產出100多個石墨烯微型超級電容器，成本只是傳統設備的一小部分，而且所用材料都很便宜。”
超級微電池功率是鋰電池的1000倍，為未來研制充電時間不到一秒的智能手機鋪平了道路。這是一種全新的電池，將改變人們對電池的認知。這種電池的輸出功率超過任何人的想象。電子元件的尺寸越來越小，電腦的思考用元件也越來越小，而電池技術卻一直被落在后面。微技術將改變這一切。超級微電池先進程度將與其他元件不相上下。[1]
面臨的問題
對于需要很大功率的用電設備，例如遠距離傳送無線電信號，
充電之困
充電之困
電容器雖然能夠快速釋放電量，但只能存儲少量電量；對于需要很多電量的用電設備，例如長時間播放收音機，燃料電池和其他電池雖然能夠容納很多電量，但需要很長時間充電。
未來前景
對于電器用戶而言，如果希望獲得較多的電量，就不能獲得較高的功率；如果希望獲得較高的功率，就很難獲得較多的電量。對于一些非常有趣的電器，尤其是現代電器，人們希望做到二者兼得。
超級微電池的結構不同于傳統垃圾電池，能夠做到高電量和高功率二者兼得。研究人員對這種電池的結構進行調整，在功率和電量之間實現更好的平衡?？茖W家表示超級微電池的高性能要歸功于內部的三維微結構。與所有電池一樣，超級微電池擁有兩個基本組件，即陽極和陰極。（正極和負極）[2]
超級微電池采用新型快速充電陰極?？蒲腥藛T研發了與之相對應的陽極以及一種在微尺度下將二者集合在一起的方式，讓最后研制的電池擁有極高的性能。對于需要較高功率的用電設備，這種電池能夠讓傳感器或者無線電信號的有效工作距離達到此前的30倍，體積縮小30倍。
研究人員使用的是二維石墨烯層作為電容器的存電單元，在第三維立體層面其厚度僅有單個原子。同時，研究小組發現使用一種標準DVD燒錄技術能夠很容易制造這種新型電池。制造微型超級電容的傳統方法涉及到密集型光刻技術，但被證實很難制造成本低廉的器件，因此在商業應用領域受限。僅基于適用于大眾的超光速寫DVD燒錄技術，可以僅用部分傳統裝置成本制造出石墨烯微型超級電容。使用這種技術，可以利用廉價材料僅不足30分鐘在一個光盤上制造100多個微型超級電池。
為了使超級電池更具有效性，兩個分離電極的放置方式必須使其表面積最大化。這將使超級電池能夠存儲更多電能。之前的微型電池是多層石墨烯堆疊在一起作為電極，有點兒像三明治面包片。在最新設計的超級電池中，研究人員使用叉合模型(類似于互相交織的手指)將電極并排放在一起。這將有助于實現兩個電極表面積的最大化，盡管這同時也會減少電解液中離子需要擴散的路徑。
理論上說，一部信用卡厚度的手機所需充電時間不到一秒鐘。除了消費型電子設備外，醫學設備、激光器、傳感器以及其他用電設備都能因為這項電池技術實現飛躍。一直以來，所有電氣設備都受到電池尺寸的限制。私人醫學設備和植入物——當前使用的電池都是大塊頭——采用微小的電子元件和電線。超級微電池的尺寸也可以變得非常微小。
研究人員正試圖將新型電池與其他電子元件集合在一起，同時降低生產成本。這是一種新型技術，而不是此前技術的改進。由于打破了電源的正常模式，科研人員將設計出全新的設備。
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