可充电“纸电池”问世：能折叠能防水 媲美超级电池

瑞典科学家近日研制出了一种能作为电池的“纸”，其效率之高，所储存的电能可以和市场上最好的超级电容电池相媲美。一张直径15厘米的“纸电池”就可以储存1法拉的电容。这是一种由纳米纤维素制成的材料，质地柔软。“纸电池”内的纤维只有20纳米厚，外围覆盖着带电聚合物。相比之下，人头发的厚度为100000纳米，是该纤维厚度的5000倍。这种纸电池具有纸张一样的柔软特性，甚至能折叠成千纸鹤。我们或许很快就能在智能手机、智能手表、笔记本电脑和电视上看到这种纸电池的应用。

北京时间12月24日消息，据报道，瑞典科学家近日研制出了一种能作为电池的“纸”，其效率之高，所储存的电能可以和市场上最好的超级电容电池相媲美。

这是一种由纳米纤维素——与应用在纸张中的纤维素类似——制成的材料。在高压水柱的作用下，这种“纸”的纤维能做到只有20纳米厚，相比之下，人的头发直径约为100000纳米，是该纤维厚度的5000倍。在纳米纤维的外层，覆盖着一层溶解在水溶液里的带电聚苯乙烯塑料。

当这些纳米纤维覆盖上带电塑料后，就成了厚度只有零点几毫米的“纸电池”。一张直径15厘米的“纸电池”能储存高达1法拉的电容，这已经可以和目前市场上见到的超级电容电池(又称法拉电池)相媲美。瑞典林雪平大学有机电子实验室的博士生Jesper Edberg解释道：“这些纤维缠结在一起，空隙中的液体则作为电解质。”

“具有电容器功能的薄膜已经存在了一段时间，”研究共同作者、有机电子学教授Xavier Crispin说，“现在我们能造出厚厚的纸片。”相关的研究成果发表在近期的《先进科学》(Advanced Science)杂志上。

这种“纸电池”具有纸张一样的柔软特性，甚至能折叠成千纸鹤，这使其在下一代超薄、易曲的电子设备中具有广阔的潜力。我们或许很快就能在智能手机、智能手表、笔记本电脑和电视上看到“纸电池”的应用。

与传统的电池和电容器不同，这种“纸电池”不含有任何有害化学物质或重金属，而且能够防水。据介绍，这种“纸电池”的性能已经创下了4个世界纪录，包括：最高的有机电子电荷与电容量(分别为1库伦和1法拉);测得最高的有机电导体电流(1安培);最高的同时进行的离子和电子能量;最高的晶体管跨导。

目前摆在研究人员面前的挑战是，如何在工业规模上制造这种“纸电池”。不久前，研究团队从瑞典战略研究基金会获得了3400万克朗(约合3700万欧元)的资助，以开发制造纸电池的机器。

“纸电池”是近期开发环境友好型能源的众多尝试之一。本月早些时候，电化学能源储存网络(Electrochemical Energy Storage Network)和法国国家科学研究中心(CNRS)的科学家开发出了一种以钠为原料的电池原型机。

比起目前常用的锂，钠不仅更加丰富(因而更加廉价)，而且能储存更多的电能，充电更快，使用寿命也更长。据报道，这些新电池的能量密度大约为90瓦时每千克，大约相当于现代电池的一半，可以和最早的锂离子电池相比，其能量潜力是铅酸汽车电池的两倍。

科学家称，这种新技术将带来“无可比拟的能量表现”，其能量密度将能与锂离子电池相媲美，但寿命延长了两倍。在测试中，这种新电池能够在至少2000次充、放电之后依然没有损耗。