一組圣彼得堡科學(xué)家提出了一種制造用于筆記本電腦，智能手機(jī)和平板電腦的鋰離子電池電極的新方法。研究人員表明，這些元素可以用噴墨打印機(jī)打印，這將使電極厚度減少10到20倍，并為緊湊型電子設(shè)備制造商開辟了新的可能性。他們的文章已發(fā)表在《能源技術(shù)》雜志上。

研究人員正在尋求更高容量的鋰離子電池，同時(shí)使其更輕，更緊湊。電池的大小和容量決定了筆記本電腦的重量，兩次充電之間智能手機(jī)的工作時(shí)間以及電動(dòng)汽車的行駛距離。鋰離子電池的標(biāo)準(zhǔn)制造方法不允許其重量或尺寸顯著增加，而不會(huì)相應(yīng)地降低其電池容量。因此，必須改變電池組件的生產(chǎn)。

來自ITMO大學(xué)，彼得大帝圣彼得堡工業(yè)大學(xué)和Ioffe研究所的科學(xué)家提出了一項(xiàng)技術(shù)，通過這種技術(shù)，陰極材料層的厚度可以減少10倍甚至20倍。這將為減少整個(gè)電池的尺寸和重量提供一個(gè)機(jī)會(huì)，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)的平板電腦或筆記本電腦電池可以具有數(shù)百個(gè)這樣的層。

“我們已經(jīng)開發(fā)出用于陰極材料噴墨打印的墨水，”博士Denis Kolchanov說道。該文章的共同作者是ITMO的SCAMT實(shí)驗(yàn)室的一名學(xué)生。“我們?cè)O(shè)法在集電器上施加了約5微米的厚度。現(xiàn)有的工業(yè)樣品使用的陰極材料的厚度為100微米。基于其他技術(shù)創(chuàng)建的實(shí)驗(yàn)室樣品的厚度為50微米。因此，我們能夠?qū)⒑穸葴p少10到20倍。使用這種技術(shù)無法制造更小的層，因?yàn)闀?huì)發(fā)生短路。”

研究人員最近證實(shí)了印刷正極材料的可操作性，以證明該技術(shù)可用于制造具有類似特性的更小的工作電池。

從理論上講，這種發(fā)展可以產(chǎn)生另一個(gè)有用的作用。用陰極材料印刷超薄集電器將使科學(xué)家能夠制造出一種柔性電池，該電池在彎曲時(shí)不會(huì)變形。這很重要，因?yàn)榻裉?，高科技公司面臨著艱巨的挑戰(zhàn)：一方面，用戶希望其小巧輕便的產(chǎn)品;另一方面，用戶則希望它們的小巧輕便。另一方面，人們喜歡在盡可能大的屏幕上觀看圖片和視頻。除此之外，對(duì)于可用作平板電腦和筆記本電腦的變壓器設(shè)備的需求不斷增長?？烧郫B和可擴(kuò)展的小工具旨在解決這些問題。此類設(shè)備在2020年初的CES 2020展覽會(huì)上展出。

為了開發(fā)這種設(shè)備，工程師不僅要考慮其屏幕和外殼，還要考慮標(biāo)準(zhǔn)鋰離子電池的位置。理想情況下，平板電腦的電池應(yīng)隨外殼彎曲。

Denis Kolchanov解釋說：“從理論上講，我們的開發(fā)可以用于創(chuàng)建此類設(shè)備。” “極薄的電極有更大的可能性，因?yàn)樗鼈冊(cè)趶澢鷷r(shí)不會(huì)變形。這將使我們能夠在變壓器設(shè)備中使用它們。”