此前,,已有幾家公司成功制造出部分透明的電子產(chǎn)品,,比如數(shù)字相框和具有透明鍵盤的手機(jī)。然而,,由于電池中關(guān)鍵的活躍材料迄今還無法制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(jī)還沒問世。現(xiàn)在,,斯坦福大學(xué)材料與工程系副教授崔藝(音譯)和其研究生楊遠(yuǎn)(音譯)研發(fā)出了一款“透明的鋰離子電池”,,讓全透明手機(jī)離人們更近了一步。
該透明電池的電極為網(wǎng)格狀架構(gòu),,網(wǎng)格中每條線的寬度約為35微米(人眼的分辨能力介于50到100微米之間,,如果材料小于50微米,人眼看來它就是透明的),,因?yàn)閱螚l線如此細(xì)小,,光會(huì)穿過網(wǎng)絡(luò)線之間的透明縫隙,整個(gè)網(wǎng)眼區(qū)域看起來就是透明的,。
為制造該透明電池,,崔藝和楊遠(yuǎn)設(shè)計(jì)出精巧獨(dú)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(guī)材料。PDMS非常便宜,,但它不導(dǎo)電,,為此,他們將PDMS倒進(jìn)硅模型中制造出了網(wǎng)格狀的溝槽,,然后讓金屬薄膜產(chǎn)生的蒸汽飄在溝槽上方,,制造出了一個(gè)導(dǎo)電層。隨后,,他們將包含有納米級(jí)有效電極材料的溶液倒入溝槽中制造出了電極,。接下來,楊遠(yuǎn)對(duì)一種凝膠電解液進(jìn)行了改變,,使其既做電解液又做分離器,。因?yàn)槠胀姵刂斜挥脕碜龇蛛x器的材料都不透明,因此,,這是關(guān)鍵的一步,。
通過將新的透明的電解液精確地放置在兩個(gè)電極之間,,崔藝和楊遠(yuǎn)制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(qiáng)。
只要網(wǎng)線能精確地匹配,,透明性就能一直保持,。光傳輸測(cè)試顯示,該電池在可見光中的透明性為62%,;三個(gè)電池層疊在一起的透明性為60%,,而且,整個(gè)電池非常柔軟,。更重要的是,,其成本同常規(guī)電池一樣。
楊遠(yuǎn)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�,!贝蠖鄶�(shù)手提電腦和手機(jī)都由鋰電池提供電力,;鎳鎘電池主要用于數(shù)碼相機(jī)和其他能量密度較小的設(shè)備上。不過,,該透明電池的能量密度可以通過改進(jìn)材料性能而不斷完善,。
崔藝已為該電池申請(qǐng)了專利,并樂觀地表示,,透明電池對(duì)基礎(chǔ)研究非常重要,;我們也希望同蘋果公司合作,讓人們?cè)谖磥砟軗碛型该鞯奶O果手機(jī),。