“纸电池”来了!厚度不到1毫米 电容量26800毫安

  • 日期:08-19
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?解放军报 2019年08月09日 10:27

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  “纸电池”制作流程

  “真是难以置信!”

  若是220年前发明出第一块“电池”的亚历山德罗伏特能看到这款厚度不到1毫米、大小比不过一张A4纸、电容量却足足有毫安的“纸电池”,应该也会发出这样的感慨吧!

  这款由瑞典林雪平大学研制的“纸电池”(powerpaper),虽然身材小巧、体型纤薄,其容量却是普通手机电池的8至10倍,能够毫不费力地为使用者提供长效稳定的电量输出。该电池经2000次以上放电测试,并没出现明显损耗,使用寿命是锂电池的2倍。

  由于这款“纸电池”的制作材料是一种由纳米纤维合成的特殊物质,所以其质地非常柔软,手感与普通纸张类似。而且,在高压水柱的作用下,工程师可将这种“纸”的纤维缩小至20纳米厚度,仅为人类头发直径的1/5000。它还具备极佳的延展性和稳固性,可在多次折叠后依然保持良好的放电状态。

  其实在2006年,由华人科学家张霞昌领导的科研团队就已设计出了世界上第一款“超薄型纸质电池”。他们采取电子元件印刷技术,在半片状基材上印刷不同功能的浆料,用以构成电池的正负极,并通过相关化学反应进行放电。理论上,张霞昌团队设计的“纸电池”能提供一个长期、稳定的功率输出环境,并能像超级电容器一样快速放出高能电量,进而弥补传统电池的多个短板。

  “传统电池是将数个单独的组件立体组合起来的,而‘纸电池’是通过印刷技术将所有部件印刷在单一的结构内,让其功效更高。”张霞昌表示,在理想状态下,单个“纸电池”的电压为1.5伏,可通过串联的方式组成更高电压的电池,且可按照具体要求调整电池的形状、大小、厚度以及电池正负极的位置,以供各类电器使用。

  由于当时一些技术手段尚未成熟,部分技术瓶颈一时难以攻克,导致该电池放电时间不长、功率不大,尚不能广泛应用于数码相机、手机、手表等中、大电子类产品当中,只是计划应用于功耗较小的“射频识别”领域。

  随着电子技术的不断进步,新式电子产品如折叠式手机、折叠式手表、超薄便携式电脑不断问世,“纸电池”技术也在不断改进创新,向市场需求靠拢。

  依据张霞昌团队的设计理念,结合最新的技术手段,由瑞典林雪平大学Xavier Crispin教授领导的研究团队研制的最新“纸电池”,从稳定性和实用性上都有了质的飞跃。此外,这种通过导电聚合物涂层封装出来的“纸电池”不仅能防水,还能反复充电上百次,每次充电也只需数秒钟即可。

  那么,集众多优点于一身的“纸电池”到底能给我们带来哪些变化呢?

  比如,备受大家关注的手机,由于其内部锂电池的特殊物理属性,机身过厚、待机时间过短一直是众多设计团队无法攻克的技术难题。而这一切将因“纸电池”柔软可裁剪的特质、纤薄如纸的体型、超大的电容量、稳定的输出功率,随之迎刃而解。

  除此之外,各国高度重视的军事领域也必将张开双臂纳其入怀。也许在不远的将来,战场上各类装载了“纸电池”的便携电台、基站、作战指挥系统会更加小巧轻便;由“纸电池”驱动的战车将会摆脱笨重的传统能源而变得更加迅捷轻便;医疗救护分队也不必考虑电源问题,在一沓“纸电池”的帮助下能完成一台手术;天上的无人机、海里的无人艇也会因为“纸电池”拥有持久续航能力而拓展侦察范围……(李磊 张 盼)

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