“纸电池”来了!厚度不到1毫米 电容量26800毫安
来源:央视网
“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26800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)
提升电池性能的关键:探索锂电池陶瓷纤维纸的奇妙之处
近期新闻时事
鲁阳节能9月初曾发布一则公告表示:公司与Unifrax Holding Co.签署了《合作意向书》,Unifrax Holding Co.拟将锂电池陶瓷纤维纸业务在中国实现本地化生产的相关技术转让给奇耐联合纤维(上海)有限公司。据悉,锂电池陶瓷纤维纸业务系奇耐上海的现有业务之一,目前奇耐上海主要负责在中国境内对采购自海外关联方的锂电池陶瓷纤维纸进行剪裁、包装和销售。收购交易完成后,Unifrax Holdco将逐步向奇耐上海转让锂电池陶瓷纤维纸业务在中国本地化生产的相关技术,以帮助奇耐上海在收购交易完成后两年内实现锂电池陶瓷纤维纸产品100%本地化生产的目标。
本文就上述内容中所提到的“锂电池陶瓷纤维纸”进行简要介绍:
01 什么是陶瓷纤维纸
陶瓷纤维纸是一种由陶瓷纤维制成的纸状材料。它由微细的陶瓷纤维通过特定的制备工艺形成纤维网络结构,类似于传统纸张的纤维网通常采用氧化铝、氧化锆等陶瓷材料制成,这些材料具有高温稳定性、耐腐蚀性和较好的电化学稳定性。纤维的形态可以是纤维束、纤维网或纤维薄膜,具体形式取决于应用需求和制备方法。
陶瓷纤维纸因其自带的特殊的性质使得在多个领域中被应用,包括能源储存(如锂离子电池隔膜)、高温过滤、热隔离、催化剂载体等方向,是一种重要的先进材料。
02 陶瓷纤维纸在锂电池中的作用
陶瓷纤维纸通过提供化学稳定性、机械支撑、离子传输效率和热稳定性,对电池的循环寿命产生积极影响。它可以减缓电池的容量衰减和性能损失,延长电池的使用寿命。锂电池陶瓷纤维纸的引入可以改善电池的性能和安全性,促进快速充电和高功率输出。它是锂电池领域的先进材料之一。
在锂离子电池中,陶瓷纤维纸作为电池隔膜层的关键组成部分,具有隔离正负极、促进离子传输、抗化学腐蚀和提供机械支撑等功能。它能够有效隔离电池的正极和负极,防止短路和直接电触及,保证电池的安全性 。
同时,陶瓷纤维纸具有良好的离子传导性能,有助于锂离子在电池中的传输,维持电池的电荷平衡,提供电池的放电和充电功能 。
此外,陶瓷纤维纸还能抵抗电解液和活性物质的化学腐蚀,在电池环境中稳定地工作,不受电解液的侵蚀,延长电池的使用寿命,并提供机械支撑以保持电池的形状和完整性 。
因此,锂电池陶瓷纤维纸在提高锂离子电池性能、循环寿命和安全性方面发挥着重要作用
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