沙粒電池問世 微型電器供電有望得到保證

用來制造汽車零件、人體器官、甚至是槍支的三維打印技術也可以制作比沙粒還小的電池。

美國哈佛大學與伊利諾伊州立大學的科研人員利用三維打印機制作出一枚微型鋰電池，有望解決困擾著工程人員的微型設備供電不足的難題。

這種電池是用比頭發還細的電池電極相互疊加制成的。

兩所大學的專家日前在《高級材料》雜志上刊登了這項研究的成果。哈佛大學懷斯生物啟發工程學院教授、這項研究的參與者詹妮弗·劉易斯在記者招待會上說：“我們不僅首次驗證了可以用三維打印機制造電池，而且我們是以最為嚴格的方法制造出的這塊電池。”

許多工程技術人員曾研發出飛蟲型機器人、可置入眼睛里的錄音機和攝像機以及醫用植入設備等微型電子設備，而能量是這些設備推廣的最大障礙。給這些設備供電的電池往往體積過大，所以制造商采用極薄的薄膜來包裹堅硬的材料，制作電極，但這種電池卻不能為微型設備提供充足的能量。

劉易斯和其他研究人員意識到，如果他們能夠把一堆極細的電極疊加起來，就能在一個狹小的空間內儲存大量能量。

他們隨后又想到可以利用精確的三維打印機來制造這種電池。這個研究小組提高了三維打印機“墨水”的功能，設計出一些具有化學和電力性質的材料。這種電化學性活躍的材料既能穿過打印機的噴嘴，又能在最后階段定型。

電池的陽極采用一種鋰金屬氧化復合物的納米顆粒制成，而陰極則使用另一種復合物制成。三維打印機將這些材料相互疊加地放到微型黃金冠狀物的鋸齒上，然后把這個管狀物置入盛滿電解液的容器內，這樣電池就完成了。

伊利諾伊州立大學副教授沈（音）·迪倫說：“在充電率和放電率、壽命和能量密度方面，它的電化學性能可以與商業電池相提并論。我們真的在一個更小的空間內實現了這個目標。”