超能電池

張長青/編譯

威廉·金希望超能電池技術能通過鑒定，以期證明這種電池具有非凡的供電性能

去年，美國伊利諾伊大學開發出一款新型超能電池，在提供相同電能的情況下，其體積比傳統電池小10倍，在尺寸相當的情況下，新型電池的電量將成倍遞增——而且這款電池的充電時間，遠比現行充電時間要快。

突破瓶頸

一般而言，電池是通過陰、陽電極工作的，即當電池用作電源時，陽極會釋放出電子，而作用于電池另一側的陰極，在獲得電子的過程中會受到電解液的影響，阻礙這些電子的直接遷移。具體過程為：當電池插入設備后，電子會從電極的一側流向另一側，此時，陽極氧化過程產生的放電離子，通過電解液發生遷移。當離子到達陰極時，會與經其他路線遷移來的電子發生反應。

伊利諾伊大學的科學家團隊成功地實施了微尺度遷移的新突破，找到了從陽極遷移至陰極最短路徑的新方法，旨在為日趨小型化的智能手機和其他小家電解決電池使用時間不長的難題。

該項目負責人威廉·金（William King）教授說：“這款電池的電極如同十指交纏，相互緊扣，盡管電池整體容積非常小，但其表面積卻很大。在陽極和陰極的設計上，電池呈3D截面狀；電池兩極靠的很近，縮短了離子和電子的遷移距離，使得能量釋放過程異常迅速。”

該電池的晶格是由聚苯乙烯小球制成的，并在其內部和周圍填充金屬物。隨著小球的溶解，吸附在3D金屬架上的鎳錫合金生成了陽極，陰極的形成則是通過添加氫氧化錳獲得的。最后，附著有設備的玻璃表面被浸入到加熱至300℃的液體中。

原則上講，這項技術可以向電子行業或電動車領域推廣。用超能電池更換汽車電池的優勢在于，新電池的體積只是老舊電池十分之一，或在體積相同的情況下，能獲取十倍量的電能。也就是說，原先安裝在汽車上的電池，現在都能裝入手機里了。

安全關切

超能電池的研發方向受到專家的首肯，但他們認為，該產品目前投放市場恐有難度。據劍橋大學化學系克萊爾·格雷（Clare Grey）教授稱，超能電池的陣列目前還略顯粗糙，在整個陣列中，沒有單相短路電流通過，一時還難以商業化推廣。

牛津大學的彼得·愛德華茲 （Peter Edwards）教授也認為，盡管這是一項令人欣喜的創新項目，也達到了高能量密度的境界，但還面臨諸多挑戰，要達到規模化生產水平，首先要開發出更簡便的加工路線，解決好安全性問題。他指出，超能電池是否更容易發生自燃問題，特別是前一陣波音公司夢幻客機發生的鋰鈷氧化物電池事件。

之所以安全性成為人們關注的焦點，是因為目前采用的電解液極易生產自燃。由于試驗中僅使用極微量的液體，幾乎不會有爆炸的危險。金教授為此稱，他計劃將改用更安全的聚合基電解液，以消除人們對危險因素的疑慮。