振兴科技的说明文怎么写?(11)


微电池有颗纳米芯 充电时间更短性能更出色 美国赖斯大学的科学家最近在微电池制造方面迈出了重要的一步,他们研发出一种结实的立体微电池,这种电池比普通的锂电池充电时间更短,其他性能也更为出色 。这项成果可能为遥感、显示屏、智能卡、柔性电子器件以及生物医学设备等领域带来革命性的突破 。
这种电池里有着垂直排列的镍—锡纳米线,这些纳米线外面均匀地包裹着一种叫做pmma的多聚体材料,也就是我们俗称的有机玻璃 。pmma“外衣”能够让超薄电解质层稳定地环绕在纳米结构材料周围,从而使这项存在已久的难题终于得到了解决 。
赖斯大学的pulickel ajayan及其实验室成员花了一年多的时间,找到了一种可靠的方法,能够将单根纳米线裹上一层平滑的pmma基胶质电解质 。pmma的主要作用是绝缘,当电流通过时,它能保护里面的纳米线不受反电极的影响 。研究者的这项工作在线发表在本周出版的《纳米快报》(nano letters)杂志上 。
“在普通的电池里,通常会有一个很厚的隔离物将两个电极隔开 。”该校机械工程与材料化学教授ajayan说,“如果能将电池里的东西挨得尽可能近,就可以大大提高电化学效率 。但这一直是个很大的挑战 。”
ajayan和他的同事认为,解决这个问题的敲门砖,应该是开发涂层纳米线 。应用这种技术开发出来的具有伸缩性的微型器件,将会比普通的薄膜电池具有更大的表面积 。“不过说句公道话,你不能用厚度来评判薄膜电池的好坏,因为这关系到锂离子动力学的速度快慢 。”ajavan说 。
“我们想弄清怎样把用3d技术设计出来的电池落实到纳米级别的实物上 。”ajayan实验室的研究生sanketh gowda说,“通过提高纳米线的高度,我们可以在不改变锂离子扩散距离的同时,提高电池的储能量 。”
“说实话,这种电池的3d概念设计早就出来了 。”研究的带头人之一arava leela mohana reddy表示,“但是技术难点在于实际操作中,人们究竟能否给一段较长的纳米线裹上一层完美的pmma外衣 。即使一个很小的失误也会导致全盘失败 。”
这项实验主要基于去年该实验室发表在《纳米快报》上的一项研究,当时研究小组研发出了一种共轴的纳米线电缆 。
而在这项新的研究中,研究者使用电极沉积的方法,在一块阳极氧化铝模具的孔中造出了一条10微米长的纳米线 。然后他们使用简单的化学蚀刻技术将模具上的孔扩大,并注入pmma材料,将孔中的整条纳米线均匀地包裹起来 。最后研究者用化学方法将成品从模具上洗了下来 。
研究小组用这种纳米线造出了面积为1平方厘米的微电池,这种电池比相同电极距离的平板电池储能更多、充电更快 。“电池是立体的,因此在同样的距离下能够传输更多的能量 。”gowda说 。