又一種新型電池問世：容量是鋰電池的72倍

2020-08-28 GET資訊

密西根大學研發了一種新的可充電鋅電池，可以像生物儲備脂肪一樣，集成到機器人的結構中，比傳統電池提供更多的能量。隨著機器人尺寸的不斷縮小，這種增加電池容量的方法將尤為重要，因為當前電池體積太大且效率低下。

領導這項研究的約瑟夫·科託夫表示：「因為電池通常佔機器人內部可用空間以及重量的20%以上，機器人的設計才會受到限制。」

從無人機到倉庫機器人，移動機器人的應用正在爆炸式增長。在微觀領域，研究人員正在探索集群機器人，這些機器人可以自行組裝成更大的設備，多功能結構電池可以潛在地釋放空間和減輕重量。

在能量密度方面，在10種不同的設計中，最好的能達到如今最先進的鋰電池的100倍。研究人員估計，與單一鋰離子電池相比，其功率容量可能增加72倍。

新型電池的工作原理是通過電解質膜在鋅電極和空氣側之間傳遞氫氧化物離子。這種膜由芳綸納米纖維網絡和一種新的水基聚合物凝膠組成。

電池採用廉價、豐富且大部分無毒材料製成，比目前使用的電池更環保。凝膠和芳綸納米纖維不會著火，如果電池損壞，不像鋰離子電池中的易燃電解質。芳綸納米纖維可以從退役的防彈衣上回收。

鋅電池的缺點是，它們的高容量只能維持約100個充電循環，而智慧型手機的鋰離子電池能維持500多個循環。這是因為鋅金屬會逐漸尖銳，最終刺穿電極之間的膜。電極之間的強芳綸納米纖維網絡是鋅電池周期相對較長的關鍵，廉價和可回收的材料使電池易於更換。

除了電池的化學優勢外，研究人員表示，這種設計可以採用圖形理論方法，實現從單一電池到分布式儲能的轉變。

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