美國(guó)耶魯大學(xué)(Yale University)化學(xué)與環(huán)境工程副教授Andre Taylor實(shí)驗(yàn)室的研究人員們開發(fā)出一種可望為鋰離子電池制造透明電極的技術(shù)。
研究人員們利用自旋噴射逐層(SSLbL)組裝技術(shù)，從單壁碳納米管(SWNT)與氧化釩(V2O5)納米線中制造出一種既超薄且透明的薄膜，可提供作為電池的陽(yáng)極和陰極使用。
根據(jù)Taylor表示，沉積控制一直無法實(shí)現(xiàn)內(nèi)含一維納米材料的薄膜。目前，這種新材料可望用于傳感器與電極應(yīng)用，但要讓整個(gè)薄膜達(dá)到均勻的特性(如導(dǎo)電性)仍相當(dāng)困難。耶魯大學(xué)的研究人員們現(xiàn)正致力于利用SSLbL組裝技術(shù)生產(chǎn)具有納米級(jí)精確度的電極。這項(xiàng)SSLbL組裝技術(shù)原先就是在Taylor實(shí)驗(yàn)室中開發(fā)的。
“我們的研究證實(shí)基于這種高度可控制方案的辦法，能夠制造出透明電池的陽(yáng)極和陰極，”Gittleson說：“要制造出能夠可靠地儲(chǔ)存鋰離子的超薄薄膜并不容易。我們所取得的成果雖然只是第一步，但卻是一項(xiàng)重要的成就。”
不過，在透明組件可導(dǎo)入量產(chǎn)以前，還存在諸多必須克服的挑戰(zhàn)?！拔覀兯鎸?duì)的最大障礙在于改善這些超薄電極的導(dǎo)電性，”Gittleson說。“為了解決這個(gè)問題，研究人員們創(chuàng)造出一種整合導(dǎo)電SWNT層與主動(dòng)電極材料的『三明治』新架構(gòu)，以進(jìn)一步提高性能?！?
Taylor說，研究人員的下一步是創(chuàng)造一種透明的隔離器/電解質(zhì)——這是電池的第三個(gè)主要組件。鋰離子如何在陽(yáng)極和陰極之間移動(dòng)正是克服這項(xiàng)挑戰(zhàn)的關(guān)鍵，因?yàn)檫@種組件通常是由大量生產(chǎn)的聚合物制造而成的，但這些系統(tǒng)的開發(fā)人員并未注意到透明度。
“大自然已經(jīng)證明，復(fù)雜的系統(tǒng)也可以是透明的，”Taylor建議，“事實(shí)上，今年初他們?cè)诟缢惯_(dá)黎加(Costa Rica)發(fā)現(xiàn)了一種新的玻璃蛙，它們的皮膚就是透明的。如果大自然能經(jīng)由進(jìn)化達(dá)到這樣的結(jié)果，我們應(yīng)該就能利用精密工程技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。”
本文授權(quán)編譯自EE Times，版權(quán)所有，謝絕轉(zhuǎn)載
責(zé)編：Quentin
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