可噴塗電池

可噴塗電池：2012年6月，美國萊斯大學（Rice University）的科學家研製出一種具有革命性的新型電池，可以像油漆一樣噴塗在任何表面，使其變成鋰電池。

基本介紹

• 中文名：可噴塗電池
• 創始時間：2012年6月
• 實質：噴在任何東西表面可變成電池
• 創始機構：美國萊斯大學

簡介

這種可充電電池組成的噴漆，每一層都代表著傳統電池的組件。通過向物體表面噴塗化學物質層形成，可以使用太陽能電池充電，讓小型裝置和家用電器告別笨重的長壽命電池。

該項研究報告發表在2012年6月28日《自然》線上版上。此外，研究小組已經為這項技術申請了專利。

研製

該項研究由萊斯大學研究生尼拉姆·辛格領導。他們用了數小時製作和混合塗料，而後將其噴塗到瓷磚表面，形成5個不同的層，這些層構成了電池的組件——兩個電流收集器、一個陰極、一個陽極以及夾在中間的聚合物隔膜。測試中，9個噴塗在浴室瓷磚上的鋰電池進行並聯連線，其中一個覆蓋太陽能電池。太陽能電池將實驗室的燈光轉化成電量，為鋰電池充電。

瓷磚完成噴塗後，研究人員注入電解液，而後進行熱封和充電。完全充電後，這組電池能夠讓一組排列成萊斯英文名稱“RICE”的發光二極體亮6個小時。測試中，它們能夠產生穩定的2.4伏電壓。

原理

該鋰離子充電電池由5層薄膜構成，全部採用噴塗工藝形成。

可噴塗電池

第一層為正極的集電體（CC）層，由炭黑與常用的極性溶劑甲基吡咯烷酮（N-methylpyrrolidone）混合後再加入單層碳納米管（SWNT）的材料構成。

第二層為正極材料層，由鈷酸鋰與石墨粉末的混合材料構成。

第三層為隔膜層，由聚偏氟乙烯（PVDF）類樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂（PMMA）、SiO2粉末的混合材料構成。

第四層為負極材料層，由鈦酸鋰（LTO）與石墨粉末的混合材料構成。

第五層為負極的CC層，由銅（Cu）粉分散於乙醇中的“塗料”構成。CC層以外的各層的厚度為100μm～150μm。

意義影響

這項技術意味著傳統電池將讓位於更靈活同時更具創新性的新型電池，允許所有新設計成為一種可能，同時實現電量存儲裝置的集成化。萊斯大學的科學家將這項新技術稱之為“顛覆者”，能夠在將來的某一天對電池產業產生重要影響。