美国研究出新型电池能在几秒内给手机充满电

美国研究人员近日公布了他们研制的一种新型电池，这种电池能在几秒内给手机，甚至是汽车充满电。这种名叫微型石墨烯超级电容器的装置 的充电或者是放电速度比常规电池快100倍到1000倍。这种利用单原子层碳制成的电池很容易生产，也很容易与电子产品结合到一起，甚至有可能促使更小的手机诞生。


该科研组表示，他们的新突破不仅将会导致充电更快的手机和汽车诞生，而且也会催生更小的电子产品。加州大学洛杉矶分校亨利·萨缪理工程和应用科 学学院的材料科学教授理查德·卡纳说：“储能设备与电路相结合具有很大挑战，它经常会对整个系统的小型化产生很大限制。”
研究人员为了研制 这种新的微型超级电容器，他们采用两维碳片，即石墨烯，它在第三维只有单原子那么厚。该科研组还发现一种能够轻松生产这种电池的方法，即采用标准DVD刻 录机。研究员艾尔·卡迪说：“制造微型超级电容器的传统方法涉及到劳动密集型光刻技术，事实证明，这种方法很难制造出符合成本效益的装置，因此它大大限制 了它们的商业应用。而我们采用消费档次的光雕刻录，用比传统装置低很多的成本大面积生产石墨烯微型超级电容器。采用这项技术后，我们能用便宜材料，在不到 30分钟的时间里，在一个单一的光盘上生产超过100个微型超级电容器。”
为了产生一个高效超级电容器电池，研究人员需要分开安装两个电 极，以便让它们中间的可用表面积达到最大化。这么做会导致超级电容器储存更多电荷。以前的设计把一层层石墨烯堆叠在一起，当做电极，这就如同三明治上的面 包片。然而，这种做法在电子电路上并不起作用。在新设计中，研究人员以相互交叉的形式，把电极并排安装，这与相互交叉的手指类似。这么做有助于扩大两个电 极的可用表面积，并减少电解液里的离子需要传播的路线。因此新型超级电容器具备比堆叠对比物更强的充电能力和速度性能。研究人员表示，人们甚至可以在家制 作这种东西。
艾尔·卡迪说：“这种方法非常简单、成本低效率高，而且能在家中生产。我们只需一个DVD刻录机和分散在水里的氧化石墨，这种 材料能以很低的价格在市场上买到。”该科研组表示，现在他们希望能与电子产品生产商合作。卡纳说：“目前我们正在寻找商业合伙人，帮助我们大量生产我们的 石墨烯微型超级电容器。”
理查德·卡纳说，对于超级电容器来说，它再“快”也不过是数量上的升级，“小”才是其最大价值。他表示：“一直以 来，电子产品的微型化、小型化，常常会遭遇储能系统方面的阻碍。过大的电池体积，拖累了整个产品的灵活小巧。”而新型超级电容器不但拥有较小的体积，且可 以轻易整合到其他配件当中。