美國萊斯大學開發可塗覆在幾乎所有物體表麵上的電池
2014-04-17 16:07:20
admin
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據日經BP社2012年7月2日訊 美國萊斯大學（Rice University）的研究人員於2012年6月28日宣布，開發出了通過用噴塗工藝來製造大麵積鋰離子充電電池的技術。由於基材不受限製，因此“可在幾乎所有物體的表麵上形成電池”（萊斯大學）。相關論文已發表在7月28日發行的學術雜誌《Nature》上。
該鋰離子充電電池由5層薄膜構成，全部采用噴塗工藝形成。第一層為正極的集電體（CC）層，由碳黑與常用的極性溶劑甲基吡咯烷酮（N-methylpyrrolidone）混合後再加入單層碳納米管（SWNT）的材料構成。第二層為正極材料層，由鈷酸鋰與石墨粉末的混合材料構成。第三層為隔膜層，由聚偏氟乙烯（PVDF）類樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂（PMMA）、SiO2粉末的混合材料構成。第四層為負極材料層，由鈦酸鋰（LTO）與石墨粉末的混合材料構成。第五層為負極的CC層，由銅（Cu）粉分散於乙醇中的“塗料”構成。CC層以外的各層的厚度為100μm～150μm。
開發中難度*大的是隔膜層。*初開發的隔膜層耐久性較差，與正極的SWNT一接觸就會損壞。*後通過在隔膜層中加入PMMA，大幅提高了耐久性。
此次製造的薄膜鋰離子充電電池的截麵上為負極端，下為正極端
研究人員以浴室使用的瓷磚、樹脂薄膜、玻璃、不鏽鋼板、陶製啤酒杯等為基材進行了試製。其中，瓷磚上的試製品還配備了太陽能電池，將太陽能電池輸出的電力存儲到了在9塊瓷磚上形成的電池中。結果表明，該試製品可使排列出“RICE”文字的LED串燈點亮6小時。
該鋰離子充電池的開發人員之一、論文第一作者Neelam Singh表示，“以塗覆工藝製造的太陽能電池和此次的噴塗型鋰離子充電電池是能源采集的*強組合”。