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據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)7月25日?qǐng)?bào)道，美國(guó)科學(xué)家在最新一期《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上指出，他們研發(fā)出了一種透明的鋰離子電池，其柔韌性非常好，而且，成本與常規(guī)電池相當(dāng)，有望在消費(fèi)電子領(lǐng)域“大展拳腳”。 此前，已有幾家公司成功制造出部分透明的電子產(chǎn)品，比如數(shù)字相框和具有透明鍵盤的手機(jī)。然而，由于電池中關(guān)鍵的活躍材料迄今還無(wú)法制造成透明狀或用透明材料替代，全透明的電子書閱讀器或手機(jī)還沒問世。現(xiàn)在，斯坦福大學(xué)材料與工程系副教授崔藝(音譯)和其研究生楊遠(yuǎn)(音譯)研發(fā)出了一款“透明的鋰離子電池”，讓全透明手機(jī)離人們更近了一步。 該透明電池的電極為網(wǎng)格狀架構(gòu)，網(wǎng)格中每條線的寬度約為35微米(人眼的分辨能力介于50到100微米之間，如果材料小于50微米，人眼看來(lái)它就是透明的)，因?yàn)閱螚l線如此細(xì)小，光會(huì)穿過網(wǎng)絡(luò)線之間的透明縫隙，整個(gè)網(wǎng)眼區(qū)域看起來(lái)就是透明的。 為制造該透明電池，崔藝和楊遠(yuǎn)設(shè)計(jì)出精巧獨(dú)特的三步過程。首先，他們選定了透明而有彈性的化合物聚二甲硅氧烷(PDMS)，替代銅或鋁等不透明的常規(guī)材料。PDMS非常便宜，但它不導(dǎo)電，為此，他們將PDMS倒進(jìn)硅模型中制造出了網(wǎng)格狀的溝槽，然后讓金屬薄膜產(chǎn)生的蒸汽飄在溝槽上方，制造出了一個(gè)導(dǎo)電層。隨后，他們將包含有納米級(jí)有效電極材料的溶液倒入溝槽中制造出了電極。接下來(lái)，楊遠(yuǎn)對(duì)一種凝膠電解液進(jìn)行了改變，使其既做電解液又做分離器。因?yàn)槠胀姵刂斜挥脕?lái)做分離器的材料都不透明，因此，這是關(guān)鍵的一步。 通過將新的透明的電解液精確地放置在兩個(gè)電極之間，崔藝和楊遠(yuǎn)制造出了一塊功能性的透明電池，而且，可以通過添加多層讓透明電池體型更大、功能更強(qiáng)。 只要網(wǎng)線能精確地匹配，透明性就能一直保持。光傳輸測(cè)試顯示，該電池在可見光中的透明性為62%；三個(gè)電池層疊在一起的透明性為60%，而且，整個(gè)電池非常柔軟。更重要的是，其成本同常規(guī)電池一樣。 楊遠(yuǎn)說(shuō)：“唯一的限制是，這種透明電池的能量密度比普通鋰電池低，同鎳鎘電池差不多。”大多數(shù)手提電腦和手機(jī)都由鋰電池提供電力；鎳鎘電池主要用于數(shù)碼相機(jī)和其他能量密度較小的設(shè)備上。不過，該透明電池的能量密度可以通過改進(jìn)材料性能而不斷完善。 崔藝已為該電池申請(qǐng)了專利，并樂觀地表示， 透明電池對(duì)基礎(chǔ)研究非常重要；我們也希望同蘋果公司合作，讓人們?cè)谖磥?lái)能擁有透明的蘋果手機(jī)。 |
