如今智能手機電池電量有限，往往只夠一天上班時用。當(dāng)手機電量低充電時又需要數(shù)個小時才能充滿，而長時間充電或通話時，手里使用的鋰電池甚至有爆炸的危險。
不過，隨著三維微電池技術(shù)研發(fā)的不斷突破，上述問題未來都有可能迎刃而解。
記者從南京理工大學(xué)獲悉，該校格萊特納米科技研究所夏暉課題組取得了國內(nèi)在三維納米電極的制備方法上的最新突破，中國超級微電池研發(fā)有了自己的技術(shù)儲備。
據(jù)記者了解，該研究成果論文已發(fā)表在Nature系列雜志《NPG Asia Materials》（《自然—亞洲材料》）上。
課題負(fù)責(zé)人夏暉副教授告訴記者，三維微電池是指擁有三維納米結(jié)構(gòu)的新式薄膜微電池。和普通的鋰電池相比，二者在結(jié)構(gòu)上相同，都是由正負(fù)極和電解質(zhì)構(gòu)成，最大的差異是在于材料。
區(qū)別于普通的鋰離子電池，微電池是以薄膜形式依次沉積，整個電池的厚度只有10—20 微米，能設(shè)計成任意形狀和大小集成在IC卡電路中，可快速充電并且能循環(huán)充放電達(dá)上萬次。
因為采用了固態(tài)電解質(zhì)，三維薄膜微電池完全避免了傳統(tǒng)鋰離子電池的爆炸風(fēng)險。同時將電池使用溫度從現(xiàn)有的50 提高到100 以上。
“和電子元件在技術(shù)提升下尺寸越來越小相比，現(xiàn)在使用的電池技術(shù)沒有跟上這場賽跑，三維納米微電池將能改變這一切。”
在夏暉看來，當(dāng)前人們在使用電池時仍要在功率和電量間做選擇，像手機采用的電池容量比較大，功率密度低，充放電速度慢，而超級電容器是功率密度大，但容量小，能量密度低，充放電速度快。
如何兼具高能量密度和高功率密度一直是電池界要解決的難題。而夏暉課題組則兼顧了上述“兩難”，也就是，在單位面積比能量密度增加的同時，同樣能實現(xiàn)快速充放電。
據(jù)了解，自20世紀(jì)90年代后歐美國家的薄膜微電池研發(fā)已取得了階段性成果，如今實現(xiàn)了小規(guī)模批量生產(chǎn)，在超級智能卡（如可視銀行卡）、電子標(biāo)簽、微電子機械系統(tǒng)（MEMS）、植入型醫(yī)療裝置、微型傳感器以及微型國防技術(shù)裝備上應(yīng)用前景廣闊。
據(jù)市場研究公司NanoMarkets發(fā)表的研究報告預(yù)測，2015年全球微電池市場價值將超過53億美元。
另外，記者注意到，美國伊利諾斯州大學(xué)的科學(xué)家2013年曾研制出一種超級微電池，該微電池的功率是鋰電池的1000倍，一旦完成民用研發(fā)，理論上未來一部信用卡厚度的手機所需充電時間不到1秒鐘。在未來微電池技術(shù)革新之下，人們或許不再需要擔(dān)心手機沒電了，因為“讀秒充電”將成為現(xiàn)實。
