利用木浆打造高容量的柔性电池

OPTION_5:HP

瑞典皇家理工学院(KTH Royal Institute of Technology)与美国斯坦福大学(Stanford University)的研究人员们最近发现一种可从木浆中制造出弹性化高容量柔性电池的方法。

研究人员们利用从树木纤维分解出的纳米纤维素，制作出一种弹性化的泡沫状电池材料，据称能够承受冲击与压力。

这种新式木制气体凝胶材料的好处之一在于能够用于3D结构中。相较于采用传统电池的结构，这种3D结构能够在更小的空间中储存更多电能。

“电池的轻薄度一直存在限制，但以3D方法制造就没什么关系了，” KTH研究员Max Hamedi表示，“因此，我们不再受限于传统的2D结构了。我们能够以3D方式进行制造，以便能够在更小的空间中加入更多电子。”

“3D的多孔径材料一直被认为是打造电极的障碍。但我们已经证实这并不构成问题。事实上，这种结构与材料架构让电池的设计更具弹性度与自由度。”

制造这种材料的过程是先从分解树木纤维开始，使其分解到更薄约1百万倍。然后再将所形成的纳米纤维加以溶解、冷冻，然后再加以冷冻干燥，使得水份不经过液态过程而直接蒸发。

接着，这种材料还会经过一个分子稳定的过程，使材料不至于塌陷。

“其结果是形成一种强韧、轻薄且柔软的材料，”Hamedi表示，“这种材料有点类似于泡棉床垫，只不过它较坚硬、轻量以及多孔。可以用手触摸而不至于破坏它。”

用木浆纳米纤维素制造的柔性电池特写。
Source：Max Hamedi与KTH Wallenberg木材科学中心

完成的气体凝胶可用电子特性处理。“我们利用一种近乎原子级精确度的技术，增加可在气体凝胶内导电的墨水，可用于涂覆在整个表面上，”Hamedi说。

以表面积来看，Hamedi表示这种材料相当于人体一对肺部，展开后约相当于一个足球场的大小。同样地，这种电池材料的每1立方分米展开后也将覆盖整个足球场。

Hamedi解释，“这种材质可让你随心所欲地按压。虽然目前已经有软性与可挠性电子产品了，但这种材料还具备了可抗冲击与耐撞的新特性。”

这种气体凝胶电池可用于电动汽车车体中，也可以用于服饰，缝在衣物中作为内衬。

这 项研究在KTH的瓦伦堡木材科学中心(Wallenberg Wood Science Center)进行。 KTH教授Lars Wagberg也参与了这项研究，他在气体凝胶方面的研究是这项软性电子开发的基础。另一名合作伙件是斯坦福大学研究员Yi Cui，主要负责电池研究。

编译：Susan Hong

本文授权编译自EE Times，版权所有，谢绝转载