美科學家研制發泡銅電池

如今，隨著智能手機的功能越來越豐富，工作、生活都離不開手機，但是刷微信、看視頻、玩游戲等使用手機越來越頻繁，耗電越來越厲害。無論是蘋果、三星，還是國產手機用戶，出門必帶充電寶成為智能手機時代的標配。續航時間短成了困擾整個手機行業以及廣大消費者的難題。并且，除了智能手機，太陽能電站、風電場也深受電池技術限制，也需廉價、耐用且電量高的電池來存儲電能。

電池幾乎成為了所有用電設備的“軟肋”。美國科羅拉多州立大學化學家Amy Prieto 為此，她成立了一家專門研制電能存儲設備的公司。該公司將推出一款比現有鋰離子電池更安全、更廉價、充電更快并且對環境更為友好的新型電池——發泡銅電池。

傳統電池有兩個缺點較為重要：能量密度低和功率密度低。前者指傳統電池在現有體積的前提下，很難保證智能手機擁有兩天以上的續航時間；后者則指電池充電時間長，而使用時間短。Amy Prieto團隊通過重新設計一系列電池組件，如銅銻化物負極和聚合物電解質材料等來解決上述問題。其中，最為重要的設計是，該團隊利用一種發泡金屬（發泡銅）來充當電池負極上的集流體（即將負責電池活性物質產生的電流匯集起來以便形成較大的電流對外輸出的部件）。Amy Prieto說，相比平面電極，發泡銅材料因具有較大的表面積，可以顯著提升電池的能量密度和功率密度，而且這種器件還比較容易制造。先在發泡銅材料上鍍上由銅銻化物材料制成的負極。然后，將負極放置到特定溶液中，讓固體電解質在電化學聚合反應的作用下，沉積到負極上面。最后，研究人員用一張鋁網作為電池陽極，制作成電池。

這種發泡銅電池的制造成本僅為傳統鋰離子電池成本的一半。同時，在擁有同樣的電量的前提下，其體積僅為傳統電池的三分之二，且充電時間縮短為五到十分之一，壽命卻增加了十倍。更重要的是，這種新型電池還具有更為安全和環保的特性。該團隊已經成功在一塊銅板上制造了電池的二維模型，并開展三維電池模型試驗。