新型锂离子电池设计：功率提高 2,000 倍，充电速度提高 1,000 倍

新型锂离子微电池问世，其功率密度比索尼 CR1620 纽扣电池高 2,000 倍。最新的电池创新技术可充电电池的充电速度比传统锂电池快 1,000 倍。是的，性能优越的微型锂离子电池已经开发出来。它被称为“伊利诺伊大学电池”，被认为是有史以来最强大的微电池。

关于研究

 2013年4月16日，伊利诺伊大学研究人员在《自然通讯》上发表了题为“High-powerlithiumionmicrobatteriesfrominterdigitated Three-DimensionalbiContinous Nanoporous Electrodes”的论文。研究人员表示：“这是一项新的支持技术。这并不是对以前技术的渐进式改进；而是对以前技术的进一步改进。它打破了能源的正常范式。它让我们能够做不同的、新的事情。” 电池的这一令人惊讶的发展克服了当今许多电池技术（例如锂电池和燃料电池）中存在的功率和能量之间的权衡。

这个微技术里面有什么？

研究人员能够开发出非常小的三维纳米多孔阳极和阴极微结构。他们用玻璃基板构建了聚苯乙烯（聚苯乙烯泡沫塑料）结构。然后将镍电沉积到聚苯乙烯上。还在阳极表面上进行镍-锡的 电沉积，并在阴极表面上进行二氧化锰的电沉积。这个过程产生了具有巨大表面积的多孔电极。电极的这一新功能可以发生更多的化学反应，从而极大地提高放电和充电速度。

这是伊利诺伊大学电池的设计和制造过程的示意图。

伊利诺伊大学电池的设计和制造过程

图片来源：Nature Communications 网站发表的实际研究

下图显示了微电池（标记为 A123）与各种能量存储设备相比的功率密度与能量密度。

A123 与各种电池技术相比的功率密度与能量密度图

图片来源：自然通讯网站

请注意，在能量密度方面，A123 的性能更接近锂离子电池和燃料电池。在功率密度上，性能与超级电容器几乎相同 。总体而言，伊利诺伊大学的新型微结构阳极/阴极锂电池在功率和能量方面确实具有优越的性能。

未来的应用

截至该论文发布，研究人员仅在纽扣大小的微电池上使用了这项新技术。然而，他们正在开发更大尺寸的电池，以用于更广泛的应用。目标应用包括紧凑型电子和无线电通信。由于电子产品变得越来越小，研究人员认为电池也应该更小，但性能更高。在无线电通信方面当长距离信号传输需要大量电力时，这种新型微型电池将是最佳解决方案。另一方面，这项技术也将解决音频系统等消费电子产品在长时间播放时需要大量能量的缺点。其他可能使用新型电池的技术包括激光器、医疗设备、F-1 汽车、快速充电电动工具和传感器。