近日,美國Sandia國家實驗室的Jianyu Huang和他的研究團隊聲稱研制成功據(jù)稱世界上最小的鋰電池,該可充電鋰電池是在綜合納米技術中心(CINT)的一臺投射式電子顯微鏡下制作成的。
該納米電池的陽極由一跟直徑100nm,長度10μm的二氧化錫納米線構成——僅有人類頭發(fā)的1/7000粗細,該納米電池還由3mm長的鋰鈷氧化物陰極以及離子液體電解質(zhì)組成,在投射電子顯微鏡下完成“組裝”。
研究者最初希望用它來更加深入的了解鋰電池在充電和放電過程中的原子結(jié)構變化,從而能夠找到如何提高鋰離子電池的輸出電量和能量密度的方法。在研究中他們意外的發(fā)現(xiàn),二氧化錫納米線在充電過程中長度幾乎拉伸了一倍,而不是像之前的預測那樣寬度拉伸。這樣的發(fā)現(xiàn)有助于改善鋰電池設計,防止導致電池壽命縮短的內(nèi)部短路現(xiàn)象。
主持該研究項目的Jianyu Huang表示,他們開發(fā)出的超微型化電池制造方法可以激勵更多對于顯微電池制造的研究,從而更全面的了解控制電池性能和可靠性的機制;诩{米線的鋰離子電池在充電密度和能效上都會比現(xiàn)有鋰電池有大幅提升,未來可能讓混合動力汽車、筆記本、手機等鋰電池應用產(chǎn)品受益。
鋰二次電池雖然已廣泛使用于3C產(chǎn)品上 然而筆記本計算機隨著 CPU的使用 耗電量增加外同時LCD屏幕尺寸加大 分辨率提高 高容量硬盤及DVD-ROM的使用 未來筆記本電腦整體功耗明顯提高 因此 對鋰電池主要的技術提升需求 包括提高電池能量密度 降低重量與加強電源管理 未來移動電話從2G提升至3G時 不論是GSMWCDMA等系統(tǒng) 所需要的電池能量密度都需要明顯的增加 目前薄型鋰電池系統(tǒng)的重量能量密度雖有顯著的提升 但主要是罐體外殼的輕量化 在電極材料的性能提升上 進展較少 針對3G所強調(diào)的高體積能量密度>420要求 目前薄型鋰電池的體積能量密度(340~360 Wh/L仍無法符合其規(guī)格目標 未來各種多功能的手表(Multifunctional將具有電話 DSC(數(shù)碼相機) MP3等功能此時對能量密度高且薄型化鋰電池的需求更加迫切