鉅大LARGE | 點擊量:1475次 | 2020年04月17日
美國斯坦福大學華人師生研發(fā)出透明鋰離子電池
據《美國科學院院刊》今晨報道,美國斯坦福大學三位華人師生研發(fā)出透明鋰離子電池,為全透明電子產品的誕生掃除了最后一個障礙。
透明電池的外形如同透明的紗窗,是由斯坦福大學材料科學及工程系副教授崔屹和他的博士生楊遠、胡良兵等研究人員最近在實驗室里完成的,它兼具多項功能和特點,功率強大,柔軟度好,時尚且價廉。
轉換思路
網格狀的電極讓肉眼看不見
此前,已有幾家公司成功制造出部分透明的電子產品,然而,電池中關鍵的活躍材料無法制造成透明狀。
一位日本學者和美國南加州大學教授曾分別在2007年和2009年研制出透明電池,但其能量密度和儲存電力尚不能提供手機等電子產品的正常使用,全透明電子設備還只是概念階段。
崔屹的研究團隊轉換思路,通過改變電極結構的方法,讓這種關鍵材料變得讓肉眼看不見。他們研發(fā)出的透明電池的電極為網格狀架構,網格中每條線的寬度約為35微米,因為單條線如此細小,光會穿過網絡線之間的透明縫隙,整個網眼區(qū)域看起來就是透明的。
楊遠解釋說:人的肉眼分辨極限在50至100微米之間,如果材料小于50微米,人眼看它就是透明的。
精巧設計
選定彈性材料制作透明電解液
為制造該透明電池,崔屹的團隊做出了精巧的設計。首先,他們選定了透明而有彈性的化合物聚二甲硅氧烷,替代銅或鋁等不透明的常規(guī)材料。接下來,他們將一種凝膠電解液進行了改進,使其既做電解液又做分離器。
通過將新的透明的電解液精確地放置在兩個電極之間,崔屹的研究團隊制造出了一塊功能性的透明電池,而且,可以通過添加多層讓透明電池的體積更大、功能更強。只要網線能精確地匹配,透明性就能一直保持。
很多層紗窗放在一起,仍然是一片薄薄的透明紗窗。這樣透明度沒有降低,但能提供的電量卻可以不斷累加,達到常規(guī)電子產品的要求。楊遠說。光傳輸測試顯示,該電池在可見光中的透明性為62%;三個電池層疊在一起的透明性為60%。
發(fā)明者團隊
崔屹:35歲,廣西人,1996年畢業(yè)于中國科技大學化學系。本科畢業(yè)后赴美,在哈佛大學化學系攻讀納米應用專業(yè)博士,現任美國斯坦福大學材料科學及工程系副教授。2003年獲美國米勒杰出青年科學家獎,擁有納米傳感器等多項專利發(fā)明
楊遠(崔屹的學生):2003年就讀于北京大學物理學院。2007年獲得美國斯坦福大學全額獎學金并赴美攻讀博士學位
胡良兵(崔屹的學生):2002年從中國科學技術大學畢業(yè)后,赴美國加州大學洛杉磯分校攻讀物理學,2007年獲得博士學位
質地柔軟
成本低可彎曲
手機戴手腕上有望成真
這款鋰離子電池非常柔軟,并可以彎曲,為概念手機的誕生提供了可能性,把手機戴在手腕上有望成真。
最重要的是它的成本與常規(guī)電池相當,有望在消費電子領域大展拳腳。
對于透明電池的誕生,崔屹樂觀地表示,此項發(fā)明具有多重意義,對科學界來說,可以用光學手段來探測和分析電池里的反應;對于業(yè)界來說,全透明電子產品指日可待;而對消費者來說,想象一下,擁有一款全透明的手機多酷吧?。ㄎ?實習記者程磊實習生蔣伊晉)
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