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| 作者：中钨在线 文章来源：本站原创 更新时间：2016-1-14 14:18:43 |
美科学家研制发泡铜电池
如今，随着智能手机的功能越来越丰富，工作、生活都离不开手机，但是刷微信、看视频、玩游戏等使用手机越来越频繁，耗电越来越厉害。无论是苹果、三星，还是国产手机用户，出门必带充电宝成为智能手机时代的标配。续航时间短成了困扰整个手机行业以及广大消费者的难题。并且，除了智能手机，太阳能电站、风电场也深受电池技术限制，也需廉价、耐用且电量高的电池来存储电能。
电池几乎成为了所有用电设备的“软肋”。美国科罗拉多州立大学化学家Amy Prieto 为此，她成立了一家专门研制电能存储设备的公司。该公司将推出一款比现有锂离子电池更安全、更廉价、充电更快并且对环境更为友好的新型电池——发泡铜电池。
传统电池有两个缺点较为重要：能量密度低和功率密度低。前者指传统电池在现有体积的前提下，很难保证智能手机拥有两天以上的续航时间；后者则指电池充电时间长，而使用时间短。Amy Prieto团队通过重新设计一系列电池组件，如铜锑化物负极和聚合物电解质材料等来解决上述问题。其中，最为重要的设计是，该团队利用一种发泡金属（发泡铜）来充当电池负极上的集流体（即将负责电池活性物质产生的电流汇集起来以便形成较大的电流对外输出的部件）。Amy Prieto说，相比平面电极，发泡铜材料因具有较大的表面积，可以显著提升电池的能量密度和功率密度，而且这种器件还比较容易制造。先在发泡铜材料上镀上由铜锑化物材料制成的负极。然后，将负极放置到特定溶液中，让固体电解质在电化学聚合反应的作用下，沉积到负极上面。最后，研究人员用一张铝网作为电池阳极，制作成电池。
这种发泡铜电池的制造成本仅为传统锂离子电池成本的一半。同时，在拥有同样的电量的前提下，其体积仅为传统电池的三分之二，且充电时间缩短为五到十分之一，寿命却增加了十倍。更重要的是，这种新型电池还具有更为安全和环保的特性。该团队已经成功在一块铜板上制造了电池的二维模型，并开展三维电池模型试验。
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文章录入：qidi 责任编辑：qidi |
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