纸电池被设计成使用主要由纤维素(纸的主要成分)形成的间隔物。它采用纳米尺度的结构作为高比表面积的电极来提高导电性
除了超薄之外,纸电池还具有灵活性和环保性,[2]可以集成到多种产品中。它们的功能类似于传统的化学电池,重要的区别是它们没有腐蚀性,不需要大面积的外壳。
目录
1优势
2缺点
3电解质
4潜在应用
4.1电化学电池
4.2锂离子电池
4.3生物燃料电池
4.4超级电容器
4.5纳米发电机
5另见
6注释
7参考文献
优势
这些电池的组成使它们有别于传统电池。纸张是丰富的和自给自足的,这使得纸张便宜。处理纸张也很便宜,因为纸张既可生物降解又可燃烧。使用纸张使电池具有很大的灵活性。电池可以弯曲或缠绕在物体上,而不需要固定的外壳。而且,纸电池是一块薄而平的薄片,可以很容易地安装在紧凑的地方,从而减小了它所驱动的设备的尺寸和重量。纸张的使用增加了电子流,非常适合高性能应用。纸张允许毛细作用,因此电池中的液体,如电解质,可以在不使用外部泵的情况下移动。在电池中使用纸张可以增加可用于集成试剂的表面积。纸电池中使用的纸张可以补充,以提高其性能特性。图案化技术,如光刻、蜡印和激光微加工,被用来在纸上形成疏水和亲水的部分,从而形成一条通路,引导电池中使用的液体的毛细作用。类似的技术可以用来在纸上创建电通路,从而创建纸电设备,并可以集成纸储能
1.兼作电池和电容器。2.灵活。3.超薄储能装置。4.持久。5.无毒。6.电力生产稳定。
缺点
尽管纸电池的优点令人印象深刻,但许多使其成为大电池的组件,如碳纳米管和图案,都是复杂而昂贵的
1容易撕裂。
2由于采用电解和激光烧蚀等方法,由碳制成的纳米管价格昂贵。
三。不应吸入,因为它们会损害肺部。
电解质
这种纤维素基间隔物与许多可能的电解质相容。研究人员使用离子液体(本质上是一种液体盐)作为电池的电解质,以及人体汗液、血液和尿液等自然产生的电解质。使用不含水的离子液体意味着电池不会冻结或蒸发,可能允许在极端温度下工作。[需要引证]此类电池的工作条件(如温度、湿度、静压)将取决于电解液的物理和化学性质,以及纤维素网的耐久性;两者都是潜在的限制因素。
潜在应用
这种纸状电池的质量与嵌入其中的纳米管结构相结合,使其重量轻、成本低,为便携式电子产品、飞机、汽车和玩具(如模型飞机)提供了潜力。
这种电池采用纳米管,由于成本过高,有可能延缓商业应用。商业化应用还需要更大的设备。例如,一个报纸大小的装置可以强大到足以为汽车提供动力
纸可以整合成几种不同形式的电池,如电化学电池、生物燃料电池、锂离子电池、超级电容器和纳米发电机。
电化学电池
电化学电池可以综合使用纸张进行改性。电化学电池通常使用两种金属,分为两个室,并通过桥或膜连接,从而允许两种金属之间的电子交换,从而产生能量。通过将电极沉积在纸上并使用纸来容纳用于激活电池的流体,可以将纸集成到电化学电池中。已经形成图案的纸也可以用于电化学电池。这样做是为了使电池更兼容纸质电子产品。这些电池往往产生低电压,工作时间短,但它们可以串联起来,以增加其输出和容量。这种类型的纸电池可以通过体液激活,这使得它们在医疗保健领域非常有用,例如一次性医疗设备或特定疾病的测试。[3]已经开发了一种这种类型的电池 |