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[通讯科技] 神奇:锂离子电池折叠一下 容量增加14倍

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发表于 2013-10-10 11:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
原文地址:http://news.mydrivers.com/1/278/278289.htm

据世界科技新闻资讯网站Phys.org报道,美国科学家最近研究发现,通过将纸基锂离子电池进行Miura-ori式折叠,它们的单位面积能量密度和容量将增加14倍之多。

在最近一期《纳米通讯》(Nano Letters)上,美国亚利桑那州立大学科学家钱程(Qian Cheng)及其他研究人员共同发表了一篇论文,介绍了他们在折叠纸基锂离子电池领域的这一最新研究成果。

“折叠式电池对供电板空间有限的设备可能很有帮助。”美国亚利桑那州立大学材料科学与工程学院的助理教授、论文共同作者坎迪斯·陈(Candace Chan)表示。此外,其他研究小组在可折叠纸基电子器件方面的最新研究成果表明,要将动力源和其他组件集成到一个单一、完全可折叠的移动设备中,一个可折叠的电池组是很重要的。

在目前的研究中,科学家使用碳纳米管(CNT)油墨制成的锂离子电池作为集电器,用传统的锂粉作为电极,用薄而多孔的Kimwipes作为纸基板。研究人员还为它添加了聚偏二氟乙烯(PVDF)涂层,以改善纸基板中CNT油墨的粘附性。最终制作出来的电池具有良好的导电性和相对稳定的能量。

研究人员尝试使用了简单的对半式折叠和更复杂的Miura-ori折叠法。研究人员发现,使用简单的对半式折叠法时,相比平面电池,折叠一次、两次和三次可以使单位面积的能量密度和容量增加1.9、4.7和10.6倍。

Miura-ori折叠法更有效:将一块6厘米×7厘米的电池折叠成25层,能使单位面积能量密度和容量增加14倍,并使它的总面积减小到1.68平方厘米。

“我们用单位面积能量密度表示能量密度的增加情况,”陈解释道,“这与单位重量能量密度不同,因为电池被折叠和展开时质量不变。”

总体而言,在简单的折叠模式中,折叠后的电池的电化学性能与平面电池相似。折叠电池的库仑效率高于那些展开的电池,这可能是由于电池在折叠后电极材料与碳纳米管之间的接触增加了。

相对于平面电池,以Miura-ori法折叠的电池的某些性能稍有降低,包括放电容量与电容率的降低。研究人员认为,这些损失可能是由于垂直褶皱交叉点的分层,因为这些电池中含有16个顶点。为了防止电池,研究人员在层与层之间使用了一种柔韧的绝缘薄膜:聚对二甲苯-C。

这项研究成果使人们首次看到了使用折叠法增加锂离子电池单位面积能量密度和容量的潜力。在将来,随着几何折叠算法、计算工具和机器人操纵技术的进步,可能会出现更复杂的折叠模式,并使商业用途的大尺度电池的出现成为可能。

因为低廉的成本、简单的制造方法和灵活性,纸基电池已经对人们具备相当的吸引力。如果通过折叠的方式能够进一步提供纸基电池的性能,这可能会导致各种应用的高性能电池的产生。

“使用折叠法和折纸概念可以为纸基储能装置创造新的几何形状、几何设计和新功能,这一领域具有无限的潜力。”陈说。

新闻标签:电池


发表于 2013-10-10 11:47 | 显示全部楼层
豆腐干电池威武霸气
发表于 2013-10-10 11:47 | 显示全部楼层
...这不是体积更小容量更大的节奏?
发表于 2013-10-10 11:52 | 显示全部楼层
科技改变生活
发表于 2013-10-10 11:52 | 显示全部楼层
赶紧走出实验室吧!
发表于 2013-10-10 11:53 | 显示全部楼层
14倍,智能机终于能撑过一星期了
发表于 2013-10-10 11:55 | 显示全部楼层
这个技术能加进移动设备,比什么CPU10核8核给大众带来的用处更多。
发表于 2013-10-10 11:56 | 显示全部楼层
单位面积。。。。。。。。
单体体积根本没变。

这种烂文也要贴,先过过脑子好吗。
发表于 2013-10-10 11:58 | 显示全部楼层
啥时候能用上,每天充电很痛苦的说...
发表于 2013-10-10 12:03 | 显示全部楼层
总容量不变,只是单位面积容量增加而已!
发表于 2013-10-10 12:05 | 显示全部楼层
stephenhopkins 发表于 2013-10-10 11:53
14倍,智能机终于能撑过一星期了

+1
希望如此啊
发表于 2013-10-10 12:06 | 显示全部楼层
明微子 发表于 2013-10-10 11:56
单位面积。。。。。。。。
单体体积根本没变。

体积没变,但是容量变大了……2000毫安变20000毫安……
发表于 2013-10-10 12:08 | 显示全部楼层
貌似嘻哈 发表于 2013-10-10 12:06
体积没变,但是容量变大了……2000毫安变20000毫安……

折两下,容量翻倍?瞎说别扯着蛋。

如果真是这样,锂电研发工程师,我不干了。
发表于 2013-10-10 12:09 | 显示全部楼层
小炸弹的节奏?
发表于 2013-10-10 12:13 | 显示全部楼层
面积折叠到原来的25分之一,单位面积的容量提高到原来的14倍,单位体积的容量下降了40%多
发表于 2013-10-10 12:14 | 显示全部楼层
明微子 发表于 2013-10-10 12:08
折两下,容量翻倍?瞎说别扯着蛋。

如果真是这样,锂电研发工程师,我不干了。 ...

额,这论文的作者也许能给你一些答案吧~
不管有没有蛋,科技进步总是好事,不要马上就否定它,即使它需要被论证
发表于 2013-10-10 12:16 | 显示全部楼层
牦牛老爹 发表于 2013-10-10 13:55
这个技术能加进移动设备,比什么CPU10核8核给大众带来的用处更多。

首先你得控制的住发热。。。我3940xm超到4.8跑分烤机都没问题,这几天悉尼30度玩男友4超过105度死机四五次
发表于 2013-10-10 12:18 | 显示全部楼层
自从刷了4.2.2的系统后,现在一天3、4充
发表于 2013-10-10 12:31 | 显示全部楼层
把一张纸对折五次,占用的体积肯定会增加啊
发表于 2013-10-10 12:49 | 显示全部楼层
coolcfan 发表于 2013-10-10 12:31
把一张纸对折五次,占用的体积肯定会增加啊

把一斤肉斩成3块.他的空间体积和重量会减少么
发表于 2013-10-10 12:51 | 显示全部楼层
爆起来是不是也是14倍的威力??
发表于 2013-10-10 12:58 | 显示全部楼层
明微子 发表于 2013-10-10 12:08
折两下,容量翻倍?瞎说别扯着蛋。

如果真是这样,锂电研发工程师,我不干了。 ...

按照原文的意思和现在的各种3D叠加技术大概是一样的,原本只能放2000毫安的电池的位置通过叠加,同一个空间能放进20000毫安,以达到空间不变,容量变大的原理
发表于 2013-10-10 13:00 | 显示全部楼层
coolcfan 发表于 2013-10-10 12:31
把一张纸对折五次,占用的体积肯定会增加啊

体积变高了点,但面积缩小了,这样子你就能用稍微大了点的体积的电池在同样的面积上放上10粒同样2000毫安的电池,以达到20000毫安的容量
发表于 2013-10-10 13:05 | 显示全部楼层
貌似嘻哈 发表于 2013-10-10 12:06
体积没变,但是容量变大了……2000毫安变20000毫安……

体积没变个毛,是面积没变
发表于 2013-10-10 13:09 | 显示全部楼层
将一块6厘米×7厘米的电池折叠成25层,能使单位面积能量密度和容量增加14倍

换个说法就是,单位体积容量大幅下降40%

得什么样的思维才信这垃圾技术能提升体积密度?
发表于 2013-10-10 13:10 | 显示全部楼层
nano letter 水平还行阿,怎么有这种凑数文章。。。
发表于 2013-10-10 13:13 | 显示全部楼层
寿命缩短70%,爆炸概率提高3倍,爆炸威力提高7倍
发表于 2013-10-10 13:14 来自手机 | 显示全部楼层
军人使用,可以当炸弹
发表于 2013-10-10 13:23 | 显示全部楼层
我擦,就折了一下?!
发表于 2013-10-10 13:53 | 显示全部楼层
刚一看标题还激动,一看文章,这是要上搞笑诺贝尔的节奏么
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