透明鋰電池問世「透明手機」指日可待(圖)

2011-07-27 22:57

「透明手機」（科學網）

美國科學家在最新一期《美國國家科學院院刊》上指出，他們研發出了一種透明的鋰離子電池，其柔韌性非常好，而且，成本與常規電池相當，有望在消費電子領域「大展拳腳」。

此前，已有幾家公司成功製造出部分透明的電子產品，比如數字相框和具有透明鍵盤的手機。然而，由於電池中關鍵的活躍材料迄今還無法製造成透明狀或用透明材料替代，全透明的電子書閱讀器或手機還沒問世。現在，斯坦福大學材料與工程系副教授崔藝（音譯）和其研究生楊遠（音譯）研發出了一款「透明的鋰離子電池」，讓全透明手機離人們更近了一步。

該透明電池的電極為網格狀架構，網格中每條線的寬度約為35微米(人眼的分辨能力介於50到100微米之間，如果材料小於50微米，人眼看來它就是透明的)，因為單條線如此細小，光會穿過網路線之間的透明縫隙，整個網眼區域看起來就是透明的。

為製造該透明電池，崔藝和楊遠設計出精巧獨特的三步過程。首先，他們選定了透明而有彈性的化合物聚二甲硅氧烷（PDMS），替代銅或鋁等不透明的常規材料。PDMS非常便宜，但它不導電，為此，他們將PDMS倒進硅模型中製造出了網格狀的溝槽，然後讓金屬薄膜產生的蒸汽飄在溝槽上方，製造出了一個導電層。隨後，他們將包含有納米級有效電極材料的溶液倒入溝槽中製造出了電極。接下來，楊遠對一種凝膠電解液進行了改變，使其既做電解液又做分離器。因為普通電池中被用來做分離器的材料都不透明，因此，這是關鍵的一步。

通過將新的透明的電解液精確地放置在兩個電極之間，崔藝和楊遠製造出了一塊功能性的透明電池，而且，可以通過添加多層讓透明電池體型更大、功能更強。

只要網線能精確地匹配，透明性就能一直保持。光傳輸測試顯示，該電池在可見光中的透明性為62%；三個電池層疊在一起的透明性為60%，而且，整個電池非常柔軟。更重要的是，其成本同常規電池一樣。

楊遠說：「唯一的限制是，這種透明電池的能量密度比普通鋰電池低，同鎳鎘電池差不多。」大多數手提電腦和手機都由鋰電池提供電力；鎳鎘電池主要用於數碼相機和其他能量密度較小的設備上。不過，該透明電池的能量密度可以通過改進材料性能而不斷完善。

崔藝已為該電池申請了專利，並樂觀地表示，透明電池對基礎研究非常重要；我們也希望同蘋果公司合作，讓人們在未來能擁有透明的蘋果手機。