美研发3D电极微型电池 提升能量与功率密度

美国伊利诺大学香槟分校(UniversityofIllinois-Urbana)开发出一种多孔(porous)3D电极，号称可同时提升目前锂离子电池的能量密度(energydensity)与电流传输量(功率密度)。

今日的锂离子电池技术为了达到较高的能量密度，在电流传输量方面打了折扣;超级电容(super-capacitor)则是为了达到较高的电流负载量(为目前锂离子电池的2,000倍)而降低了能量密度(比锂离子电池低10倍)，使其无法做为大多数电子装置内的电池替代方法。

在锂离子电池内数百倍重复的多孔3D指叉式正极(左)与负极(右)，可同时提升能量密度与电流负载量(图片来源：伊利诺大学香槟分校)。

而伊利诺大学香槟分校教授WilliamKing则表示，他们打造的纳米级指叉式3D正极与负极──以电化学沉积(electro-deposited)方式在多孔镍支架(nickelscaffold)上完成──将可让电池在能量密度与功率密度两方面都达到最佳效能。

King是与同校教授paulBraun与博士候选人Jamespikul共同进行以上研发专案；Braun负责设计电池负极材料，pikul则与King一起设计正极材料。他们将两种材料结合在同样的微型电池原型中，证实新开发出的纳米级锂离子电池充电速度能比其他薄膜电池技术快1,000倍。

该种微型电池并号称能在尺寸上比传统电池小30倍，使其更适合应用于医疗植入装置、无线传感器节点等领域。

接下来，研究人员计划将开发出的正负极材料技术实际运用在电子装置中，并最佳化其生产制程；此研究专案是由美国国家科学基金会(NSF)与美国空军科研办公室(AirForceOfficeofScientificResearch)所赞助。