美國耶魯大學(Yale University)化學與環境工程副教授Andre Taylor實驗室的研究人員們開發出一種可望為鋰離子電池制造透明電極的技術。

 

研究人員們利用自旋噴射逐層(SSLbL)組裝技術，從單壁碳納米管(SWNT)與氧化釩(V2O5)納米線中制造出一種既超薄且透明的薄膜，可提供作為電池的陽極和陰極使用。

 

根據Taylor表示，沉積控制一直無法實現內含一維納米材料的薄膜。目前，這種新材料可望用于傳感器與電極應用，但要讓整個薄膜達到均勻的特性(如導電性)仍相當困難。耶魯大學的研究人員們現正致力于利用SSLbL組裝技術生產具有納米級精確度的電極。這項SSLbL組裝技術原先就是在Taylor實驗室中開發的。

 

 

 

 

“我們的研究證實基于這種高度可控制方案的辦法，能夠制造出透明電池的陽極和陰極，”Gittleson說：“要制造出能夠可靠地儲存鋰離子的超薄薄膜并不容易。我們所取得的成果雖然只是第一步，但卻是一項重要的成就。”

 

不過，在透明組件可導入量產以前，還存在諸多必須克服的挑戰。“我們所面對的最大障礙在于改善這些超薄電極的導電性，”Gittleson說。“為了解決這個問題，研究人員們創造出一種整合導電SWNT層與主動電極材料的『三明治』新架構，以進一步提高性能。”

 

Taylor說，研究人員的下一步是創造一種透明的隔離器/電解質——這是電池的第三個主要組件。鋰離子如何在陽極和陰極之間移動正是克服這項挑戰的關鍵，因為這種組件通常是由大量生產的聚合物制造而成的，但這些系統的開發人員并未注意到透明度。

 

“大自然已經證明，復雜的系統也可以是透明的，”Taylor建議，“事實上，今年初他們在哥斯達黎加(Costa Rica)發現了一種新的玻璃蛙，它們的皮膚就是透明的。如果大自然能經由進化達到這樣的結果，我們應該就能利用精密工程技術來實現。”