智能手机、平板电脑、笔记本电脑和其它个人和便携式电子产品的显著增长将电池技术带入了电子研究的前沿。虽然设备的发展突飞猛进,但是电池的缓慢发展却阻碍了技术的进步。

现在,加州大学洛杉矶分校加州纳米系统研究所的研究人员已经成功地结合两种纳米材料来创建一个新的能源存储介质,它结合了电池和超级电容器的最佳品质。

超级电容器是电化学元件,可以在几秒钟内而不是数小时内充电，并且充电次数是一百万次。但是与电池不同的是,它们不能储存足够的能量运行我们的电脑和智能手机。

新的混合超级电容器储存大量的能量,充电快速,充电次数超过10000次。加州纳米系统研究所的科学家还发明了一个微型超级电容，它非常小,适合用于可穿戴或可植入的设备。它只有一张纸厚度的五分之一，能够充入一个典型薄膜锂电池两倍的电量。

这项研究由材料科学与工程和化学与生物化学的特聘教授理查德•肯奈，以及博士后El-Kady带领开展,并发表在《美国国家科学院院刊》上。

El-Kady说：“微型超级电容是一项新发展的结构，它是一个非常小的充电电源，其容量远高于先前的薄膜锂离子微电池。”

这项新组件能结合激光用二氧化锰刻录石墨烯或LSG（一种能容纳电荷可以导电并且充电和再充电都非常迅速的材料），二氧化锰目前因其容纳电量多、便宜且来源多而用于碱性电池。这种组件不需要在极端温度下制造，也不需要现在用于超级电容器制造的昂贵的“干燥室”。

“假如你想将一个微弱的电流放入一个胶布绷带中来进行药物释放或者帮助治疗，”肯奈说，“这种微型超级电容器非常小，你可以将其放入绷带中以提供电流。也可以快速对其充电，并且长时间使用它。”

研究人员发现,超级电容器可以快速储存白天太阳能电池产生的电流,保存电流直到晚上,然后为LED通宵供电, 为离网街道照明提供保证。

“这种LSG-二氧化锰电容器能够储存和铅酸蓄电池一样多的电量，但是能在几秒钟内再充电，并且容量是最先进的商用超级电容器容量的六倍左右，”肯奈说道。“这种制造紧凑、可靠、高能量的超级电容器的可扩展的方法显示了广阔的应用前景，我们对于在不久的将来能极大地发展个人电子技术感到非常兴奋。”
 


来源：材料与测试
译者：Sarah
译自phys.org
 
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