像纸一样的新型电池

数字匠人

传统的电池由三部分构成：由正离子和负离子组成的电解液、用不同材料做成的两个电极，供正离子和负离子以相反方向通过的隔膜。要想把这种电池制作得体积更小、更有柔性是非常困难的，主要是因为无法把上面所说的各部分汇集到一种很薄的材料里。位于美国纽约Rensselaer Polytechnic 学院的一个研究小组（该研究小组由化学家Robert Linhardt、材料学家Pul i ckelAjayan 和工程师Omkaram Nalamasu领导）正试图采用纸这种材料来制作电池，以求实现新突破。
为了研制新型电池，该研究小组先将制作纸张的植物纤维溶解在液体盐溶液中，然后加入细微的碳纳米管，让这种混合物干燥，这样就生成了一种像纸一样的薄膜，它的一面是白色的，有碳纳米管的另一面是黑色的。要制造电池，该研究小组还要将纤维浸入氟磷酸锂盐溶液中，以便使白色的一面覆盖上一层锂金属，这样，电池就制作成了：碳纳米管作为一个电极，锂金属作为另一个电极，溶液相当于电解液，而植物纤维则充当隔离器。
每克纸可以生产出2V电压下10μA的电流，研究者利用这种电池可以给风扇和LED灯供电。将多层薄膜堆叠在一起可以实现更高的功率。
该电池还有很多其他优点，它的工作温度范围很宽：-70～+150℃；保持了纸的柔韧性；由于它的原料中90%是植物纤维，因此生产成本低廉。
Linhardt说，它所具有的低毒性，使它成为一种极具吸引力的医疗设备用电源，如心脏起搏器、胰岛素泵等。加拿大Alberta 大学的电子工程师Sandipan Pramanik 认为这个研究成果值得奖励，他认为，除了在医疗设备的应用，该技术还有可能为手机和笔记本电脑提供电池。但是，在这些应用之前，首先要解决的问题是找到一种途径来大批量生产这种纸电池。更多信息请参考《Proceedings of the Nat ional Academy of Sciences》的官方网站http://www.pnas.org。