纸电池

发布人：Usha Rama，10/15/2020 08:51

介绍

纸电池是一种电电池，它被设计成使用主要由纤维素（纸的主要成分）构成的间隔物。这有助于结合纳米级结构作为高比表面积电极，以振作导电性。

除了超薄之外，纸电池比其他电池更灵活，更环保。这些电池可以集成到多种产品中；它们的功能与传统的化学电池相似，但有一个显著的区别，那就是它们没有腐蚀性，不需要广泛的外壳。

原则

这种电池产生电能的方式与传统的锂离子电池相同，但所有的组成部分都是轻巧、柔软的一张纸。

这些装置是由纤维素与注入的定向碳纳米管结合而成的。

携带电荷的电解液和离子可以根据蓄电池的使用而变化。

传统的锂离子电池可以整合在纤维素纳米管复合材料中，如图所示。

历史

纸电池的发明来自不同的学科，这些电池需要材料科学、储能和化学方面的专业知识。然而，在2007年8月，伦斯利尔理工学院的一个研究小组由罗伯特·林哈特博士领导。布罗德本特，普利克尔M。Ajayan、Omkaram Nalamasu在材料科学与工程联合会议上开发了纸电池，也称为纳米复合纸。2009年12月，易翠和他的斯坦福大学团队成功制造了一个实际样机，其终端电压为1.5V。

电池基本化学

镍镉电池

镍镉电池

以氢氧化镍和金属镉为电极的镍镉二次电池。

终端电压为1.2V。

它是装备，高比功率（150W/kg），这种电池寿命将是长而轻。

该电池用于UPS、便携式电动工具、手电筒、摄影设备、应急照明和便携式电子设备。

然而缺点包括记忆效应、环境危害和成本。

锂离子电池

锂离子电池

该电池采用石墨棒、锂钴氧化物（或锂锰氧化物）作为电极，六氟磷酸锂（LiPF6）作为电极。

端子电压1.2V

坚固耐用，比功率高（150W/kg），寿命长，重量轻。

用于UPS、便携式电动工具、摄影设备、手电筒、便携式电子设备和应急照明。

缺点包括环境危害、成本和记忆效应。

传统电池的问题：

比功率比燃料低

充电时间长

重量和尺寸

爆炸、腐蚀、泄漏

环境危害

成本高

终端电压限制

锂离子纸电池

锂离子纸电池

而将纸染成黑色的纳米管将起到电极的作用，使存储设备导电。该装置的功能既是锂离子电池，又是超级电容器，它像电池一样储存电荷。但它没有液体电解质。然而，纸电池提供了一个长期，稳定的电力输出，相对于传统的电池爆发的高能量。浸泡在纸里的离子液体电解质是一种液态盐，不含水，所以不会结冰或沸腾。然而，研究人员正在世界各地用体液、汗液、血液等替代这种离子电解质。

制作

制备纸电池所需的材料有：

复印机纸和纳米碳粉、纳米碳棒、表面粘合剂和离子盐溶液。而碳纳米油墨则是在纸张的一面涂布。

然而，纸张被放在150摄氏度的烤箱里。这会蒸发纸上的水分。然后，电池准备就绪，并将提供足够的终端电压为LED供电。

优势

轻，坚固，灵活，可以卷曲，切割，做成任何形状。

该纳米复合纸与尿、血、汗等多种电解质相容。

如果我们把500张纸叠在一起，那是电压的500倍。如果我们把纸撕成两半，我们就会切断电源

50%。所以我们可以控制电源和电压问题

无毒，因此可用于为起搏器和射频标签供电

这是非常有用的地方爆发的能量是像大多数电动汽车运行所需的。

电解液中不含水分，因此电池中没有任何东西可以冻结或蒸发，从而有可能在极端温度下工作。

它是环保的。

纸电池将是解决电能储存问题的答案。

然而，这些电池的组成使它们有别于传统电池。我们都知道纸是丰富的，而且很有价值