20世紀(jì)70年代，研究人員躺在施樂公司(Xerox)帕洛阿爾托研究中心(PARC)的豆袋椅上，設(shè)計出了后來引發(fā)信息技術(shù)革命的發(fā)明。電腦鼠標(biāo)、圖標(biāo)、”視窗”操作系統(tǒng)、以太網(wǎng)和激光打印機(jī)都在這里誕生?，F(xiàn)在，雖然那些豆袋椅早已不復(fù)存在，PARC也在十年前被分離出來，成為一家獨(dú)立子公司，但是其研究人員再次進(jìn)行著打印方面的實驗。這一次，他們都希望能研發(fā)出新技術(shù)，為21世紀(jì)的清潔能源革命做出貢獻(xiàn)。
PARC的硬件系統(tǒng)實驗室(Hardware Systems Laboratory)正在開發(fā)電動汽車的鋰離子電池，這種電池可以比傳統(tǒng)電池多儲存20％以上的電量。制作一個可存儲更多電量的電池需要一個更大的陰極，其中含有更多的鋰離子。然而，陰極越厚，離子的運(yùn)動速度就會越慢。這將降低電池的性能，導(dǎo)致加速緩慢。
PARC希望用兩種材料構(gòu)建陰極，以避免上述取舍難題：一種方法是使用優(yōu)化后的密集存儲材料，另一種是使用可促使電荷迅速轉(zhuǎn)移多孔材料。寬的存儲區(qū)域和窄的導(dǎo)電區(qū)域交替分布。這使得在不損失電量的前提下，構(gòu)造出一個更大、能量更密集的電池成為可能。
人們知道這個基本思路已經(jīng)有一段時間了。問題在于要構(gòu)造足夠小的區(qū)域（存儲介質(zhì)大約為100微米，導(dǎo)體為10微米）。一塊典型的電動汽車電池的陰極需要數(shù)十萬個這種交錯的指狀物。構(gòu)造如此微小的功能與精度，需要光刻技術(shù)，這是一種成本很高的技術(shù)，不適于制造高速、高容量的大型電池。
PARC研究人員的解決方案靈感來自于彩條牙膏，該方案一定會給他們思想自由的前輩們留下深刻印象。在PARC制造的新電池中，兩種材料與一種有機(jī)材料混合形成糊劑，再被送入含有微小通道和噴嘴的打印頭中。打印頭移到金屬箔上，將糊劑擠壓出來并成排排列，形成細(xì)條紋。之后將基質(zhì)進(jìn)行干燥，以去除大部分的有機(jī)材料，只留下一個固體陰極。在對運(yùn)動陰極由一種材料構(gòu)成的同類電池的測試中，可擠壓的可充電電池可多存儲1/5的電量。該實驗室的負(fù)責(zé)人斯科特?埃爾羅德(Scott Elrod)說，目前，PARC正在與最終可能制造這種新電池的企業(yè)會面，討論如何對電池進(jìn)行測試。
以這種方式打印陰極僅僅是個開始。目前，PARC正與美國政府機(jī)構(gòu)能源部先進(jìn)研究計劃署(ARPA-E)合作，嘗試打印整個電池（該機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)創(chuàng)造先進(jìn)能源技術(shù)。）這將需要五個糊劑，其中陰極和陽極各兩個，再加一個隔板。通過打印能將電流導(dǎo)出電池的銀電線，可擠壓電池也有望提高太陽能電池的效率。和銀漿同時擠出的是一種電池被加熱時可燃燒的材料。其結(jié)果是，電線長度僅為20微米，而非50微米。這種窄線投下的陰影更小，所以更多的陽光可照射到電池上。
現(xiàn)在，使用這種方法制成的太陽能電池板已投入生產(chǎn)，埃爾羅德已經(jīng)將目光轉(zhuǎn)向燃料電池、超級電容（一種蓄電的新穎方式）甚至催化轉(zhuǎn)換器，它們也可能被制造成可擠壓的電池。可擠壓電池可能永遠(yuǎn)不會成為一個家喻戶曉的詞語，例如激光打印，但是施樂肯定會非常樂意看到老PARC生命力猶在。
電池網(wǎng)微信
