新型锂离子电池折叠后单位能量密度增加14倍(图）

据世界科技消息资讯网站Phys.org报道，美国科学家非常近研究发现，通过将纸基锂离子电池举行Miura-ori式折叠，它们的单元面积能量密度和容量将增加14倍之多。在非常近一期《纳米通信》(Nano Letters)上，美国亚利桑那州立大学科学家钱程(Qian Cheng)及其余研究人员配合刊登了一篇论文，说明了他们在折叠纸基锂离子电池平台的这一非常新研究功效。

纸基锂离子电池折叠后单元能量密度增加14倍

“折叠式电池对供电板空间有限的装备可能非常有赞助。”美国亚利桑那州立大学质料科学与工程学院的助理传授、论文配合作者坎迪斯·陈(Candace Chan)显露。别的，其余研究小组在可折叠纸基电子器件方面的非常新研究功效评释，要将动力源和其余组件集成到一个单纯、彻底可折叠的挪动装备中，一个可折叠的电池组是非常紧张的。

在当前的研究中，科学家应用碳纳米管(CNT )油墨制成的锂离子电池作为集电器，用古代的锂粉作为电极，用薄而多孔的KimwipesTM作为纸基板。研究人员还为它增加了聚偏二氟乙烯( PVDF )涂层，以改进纸基板中CNT油墨的粘附性。非常终制作出来的电池具有良好的导电性和比较稳定的能量。

研究人员测试应用了简单的对半式折叠和更复杂的Miura-ori折叠法。研究人员发现，应用简单的对半式折叠法时，相比平面电池，折叠一次、两次和三次可以使单元面积的能量密度和容量增加1.9、4.7和10.6倍。而Miura-ori折叠法更有用：将一块6厘米×7厘米的电池折叠成25层，能使单元面积能量密度和容量增加14倍，并使它的总面积降落至1.68平方厘米。

“我们用单元面积能量密度显露能量密度的增加环境，”陈注释道，“这与单元分量能量密度差别，因为电池被折叠和睁开时品质固定。”

全体而言，在简单的折叠模式中，折叠后的电池的电化学机能与平面电池类似。折叠电池的库仑服从高于那些睁开的电池，这不妨因为电池在折叠后电极质料与碳纳米管之间的接触增加

比较于平面电池，以Miura-ori法折叠的电池的某些机能稍有低落，包含放电容量与电容率的低落。研究人员觉得，这些丧失不妨因为垂直褶皱穿插点的分层，因为这些电池中含有16个极点。为了防备电池，研究人员在层与层之间应用了一种柔韧的绝缘薄膜：聚对二甲苯- C。

这项研究功效令人们初次看到了应用折叠法增加锂离子电池单元面积能量密度和容量的后劲。在未来，跟着几多折叠算法、计较对象和机械人驾驭技术的进步，可能会出现更复杂的折叠模式，并使贸易用途的大标准电池的出现成为可能。

因为低廉的老本、简单的生产技巧和天真性，纸基电池曾经对人们具有相配的吸引力。若通过折叠的方法能够进一步供应纸基电池的机能，这可能会造成种种应用的高机能电池的发生。

“应用折叠法和折纸观点可以为纸基储能装配缔造新的几多样式、几多计划和新功效，这一平台具有无尽的后劲。”述说。