賓夕法尼亞大學(xué):無包裝設(shè)計使微電池的能量密度提高了四倍
隨著無線電子設(shè)備變得越來越小,越來越普遍,它們的設(shè)計者必須不斷找到方法,讓電池在更小的空間中存儲更多的能量。而且,由于這些設(shè)備也越來越多地以可穿戴設(shè)備、機(jī)器人等形式移動——這些電池必須更輕,同時還能承受日常生活中的磕碰和擦傷。更糟糕的是,隨著電池體積越來越小,能量密度也變得越來越難提高,部分原因是電池的大部分空間必須用于保護(hù)包裝。
考慮到這一挑戰(zhàn),工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的新研究展示了一種新的方法來制造和封裝微型電池,即使在小的尺寸下也能限度地提高能量密度。
研究人員的關(guān)鍵進(jìn)展是一種新型的電流集電極和陰極,它增加了儲存能量的材料的比例,同時起到保護(hù)外殼的作用。這就減少了對非導(dǎo)電封裝的需求,而非導(dǎo)電封裝通常可以保護(hù)電池內(nèi)部敏感的化學(xué)物質(zhì)。
機(jī)械工程和應(yīng)用機(jī)械系助理教授、這項研究的負(fù)責(zé)人詹姆斯·皮庫爾(James Pikul)說:“我們實際上制造了具有雙重功能的電流收集器。”“它們既是電子導(dǎo)體,也是防止水和氧氣進(jìn)入電池的包裝材料。”
這項研究發(fā)表在《先進(jìn)材料》雜志上。
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