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美国斯坦福大学华人师生研发出透明锂电池

在不久的将来,人们就能拥有透明的手机或电子阅读器了。

据《美国科学院院刊》今晨报道,美国斯坦福大学三位华人师生研发出透明锂离子电池,为全透明电子产品的诞生扫除了最后一个障碍。

透明电池的外形如同透明的纱窗,是由斯坦福大学材料科学及工程系副教授崔屹和他的博士生杨远、胡良兵等研究人员最近在实验室里完成的,它兼具多项功能和特点,功率强大,柔软度好,时尚且价廉。

转换思路

网格状的电极 让肉眼看不见

此前,已有几家公司成功制造出部分透明的电子产品,然而,电池中关键的活跃材料无法制造成透明状。

一位日本学者和美国南加州大学教授曾分别在2007年和2009年研制出透明电池,但其能量密度和储存电力尚不能提供手机等电子产品的正常使用,全透明电子设备还只是概念阶段。

崔屹的研究团队转换思路,通过改变电极结构的方法,让这种关键材料变得让肉眼看不见。他们研发出的透明电池的电极为网格状架构,网格中每条线的宽度约为35微米,因为单条线如此细小,光会穿过网络线之间的透明缝隙,整个网眼区域看起来就是透明的。

杨远解释说:人的肉眼分辨极限在50至100微米之间,如果材料小于50微米,人眼看它就是透明的。

精巧设计

选定弹性材料 制作透明电解液

为制造该透明电池,崔屹的团队做出了精巧的设计。首先,他们选定了透明而有弹性的化合物聚二甲硅氧烷,替代铜或铝等不透明的常规材料。接下来,他们将一种凝胶电解液进行了改进,使其既做电解液又做分离器。

通过将新的透明的电解液精确地放置在两个电极之间, 崔屹的研究团队制造出了一块功能性的透明电池,而且,可以通过添加多层让透明电池的体积更大、功能更强。只要网线能精确地匹配,透明性就能一直保持。

很多层纱窗放在一起,仍然是一片薄薄的透明纱窗。这样透明度没有降低,但能提供的电量却可以不断累加,达到常规电子产品的要求。杨远说。光传输测试显示,该电池在可见光中的透明性为62%;三个电池层叠在一起的透明性为60%。

发明者团队

崔屹:35岁,广西人,1996年毕业于中国科技大学化学系。本科毕业后赴美,在哈佛大学化学系攻读纳米应用专业博士,现任美国斯坦福大学材料科学及工程系副教授。2003年获美国米勒杰出青年科学家奖,拥有纳米传感器等多项专利发明

杨远:2003年就读于北京大学物理学院。2007年获得美国斯坦福大学全额奖学金并赴美攻读博士学位

胡良兵:2002年从中国科学技术大学毕业后,赴美国加州大学洛杉矶分校攻读物理学,2007年获得博士学位

质地柔软

成本低可弯曲

手机戴手腕上有望成真

这款锂离子电池非常柔软,并可以弯曲,为概念手机的诞生提供了可能性,把手机戴在手腕上有望成真。

最重要的是它的成本与常规电池相当,有望在消费电子领域大展拳脚。

对于透明电池的诞生,崔屹乐观地表示,此项发明具有多重意义,对科学界来说,可以用光学手段来探测和分析电池里的反应;对于业界来说,全透明电子产品指日可待;而对消费者来说,想象一下,拥有一款全透明的手机多酷吧!

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