近日電池界喜報頻傳，國內(nèi)外科學(xué)家們紛紛趕在2015年結(jié)束之前，為我們揭曉最新科研成果，讓我們對2016年的生活充滿期待。

　　超強電池:充電7秒電動車可開35公里

　　近日，中科院上海硅酸鹽所科學(xué)家成功研制出一種高性能超級電容器電極材料——氮摻雜有序介孔石墨烯。該材料具有極佳的電化學(xué)儲能特性可用作電動車的“超強電池”：充電只需7秒鐘，即可續(xù)航35公里。相關(guān)研究成果已發(fā)表在期刊《科學(xué)》上。

　　超級電容器，是介于傳統(tǒng)電容器和電池之間的一種電化學(xué)儲能裝置。由于具有功率密度高、循環(huán)壽命長、安全可靠等特點，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于混合電動汽車、大功率輸出設(shè)備等多個領(lǐng)域。然而，超級電容器并非“完美”，其核心問題在于，能量密度低。如何讓超級電容器兼具高功率、高能量，長期以來科學(xué)家并沒有找到理想材料。

　　為破解這一難題，中科院上海硅酸鹽所聯(lián)合北京大學(xué)、美國賓夕法尼亞大學(xué)，展開持續(xù)攻關(guān)。最終，黃富強研究團隊發(fā)現(xiàn)，石墨烯是超級電容器電極的最佳選擇。

　　黃富強介紹，與傳統(tǒng)電極材料相比，石墨烯有四大突出優(yōu)勢：其一，高比表面積有利于產(chǎn)生高能量密度；第二，超高導(dǎo)電性有利于保持高功率密度；第三，化學(xué)結(jié)構(gòu)豐富有利于引入贗電容，提高能量密度；第四，特殊的電子結(jié)構(gòu)有利于優(yōu)化結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系。

　　通過反復(fù)試驗、設(shè)計、合成，黃富強團隊發(fā)現(xiàn)，氮摻雜有序介孔石墨烯的性能表現(xiàn)最佳。不僅能實現(xiàn)高能量密度、高功率密度，而且還可以通過使用水基電解液，做到無毒、環(huán)保、價格低廉、安全可靠。

　　據(jù)介紹，該新型石墨烯超級電容器體積輕巧、不易燃也不易爆，可采用低成本制備，實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)，且性能優(yōu)于目前常見的鉛酸、鎳氫、鋰離子等動力電池。（新華網(wǎng)）

　　超級電池：輕薄柔軟可變形

　　10英寸的筆記本，攜帶時可像紙片一樣折疊后放入錢包;出門在外手機、筆記本沒電了，接上衣服就能充電……這種科幻片里的場景，隨著天津大學(xué)趙乃勤教授課題組與天津工業(yè)大學(xué)康建立教授合作，研發(fā)成功迄今最薄的碳納米材料薄膜“超級電池”，已經(jīng)成為可能。衣服版“移動電源”現(xiàn)在技術(shù)就可實現(xiàn)，十年后，我們或許就能用上薄如紙片、隨意折疊的手機和筆記本。

　　移動互聯(lián)網(wǎng)時代，智能手機等設(shè)備的屏幕越做越大，研發(fā)可卷曲、可折疊的便攜電子產(chǎn)品已成為趨勢。天津大學(xué)材料學(xué)院博士秦凱強介紹，目前柔性屏幕已經(jīng)出現(xiàn)，不過固定形態(tài)的電池制約了可折疊手機、筆記本電腦等電子產(chǎn)品問世。天大最新研發(fā)成功的碳納米材料薄膜超級電容器，輕薄是這種新型“超級電池”的最大特點，厚約30微米，相當(dāng)于常見A4紙的三分之一，讓可折疊電子產(chǎn)品問世的可能性大大提高。

　　記者拿起“超級電池”反復(fù)按壓，其像紙張一樣變形。秦凱強補充說，“超級電池”在實驗室反復(fù)彎折上千次后，電量損耗不到5%，穩(wěn)定性很強。除了像紙張一樣輕薄柔軟可變形，天大研發(fā)的這種“超級電池”還具有充電快、安全的特點。

　　當(dāng)然，“超級電池”目前也存有不足，同等面積下電量沒有鋰電池高。但秦凱強十分樂觀，他說鋰電池剛剛問世時，電量也特別小，經(jīng)過幾十年不斷發(fā)展和技術(shù)進步，如今應(yīng)用十分普遍。因此“超級電池”的應(yīng)用給未來留下了巨大想象空間。(每日新報)

　　新型鋰電池：充電40分續(xù)航150公里

　　日前，南京理工大學(xué)自動化學(xué)院胡文斌副教授帶領(lǐng)的團隊，將純電動大巴車鋰電池的充電時間從三四個小時縮短到了40分鐘，充滿一次電可以跑150公里。

　　“鋰電池實際上也可以快充的，現(xiàn)在電動汽車用的電池充電慢不是電池的問題，而是因為充電樁功率不夠大、電池能源管理系統(tǒng)跟不上等原因。”胡文斌說，他們的鋰電池不僅自帶散熱系統(tǒng)，而且搭配的智能電池能量管理系統(tǒng)可以監(jiān)控每一節(jié)電池的溫度、電量。

　　胡文斌解釋，電動汽車的電池組是由幾百節(jié)電池串聯(lián)起來的，如果快充的話，會造成有的電池先充滿，有的電池還沒充滿，如果這樣拿去用性能會大打折扣。他們研發(fā)的智能電池能量管理系統(tǒng)可以解決這個問題。（金陵晚報）

　　紙片電池：引領(lǐng)電池領(lǐng)域炫酷變革

　　前幾日，瑞典林雪平大學(xué)有機電子實驗室的研究人員與丹麥、美國的同行合作，開發(fā)出了一張長寬不過15厘米、厚度不到1毫米，但電容可以達到1法拉的“能源紙”，可媲美目前市場上的超級電容器。這種“能源紙”的外觀和觸感有點像塑料材質(zhì)，由納米纖維素和導(dǎo)電聚合物制成，可反復(fù)充電數(shù)百次，每次充電只需要幾秒鐘。這項研究成果目前已經(jīng)發(fā)表在《先進科學(xué)》雜志上，瑞典戰(zhàn)略研究基金已經(jīng)為這項研究撥款，資助他們繼續(xù)研發(fā)生產(chǎn)這種“能源紙”的“造紙機”。

　　無獨有偶，今年10月，韓國研究人員也發(fā)明了一種新型“納米紙片電池”，生產(chǎn)材料提取自木材的纖維素。科研團隊將纖維素分離成頭發(fā)絲的萬分之一大小，并以此為原料制成了鋰電子電池的兩極和隔膜。這種“紙片電池”擁有非常好的柔軟度，甚至可以在被折疊成一只千紙鶴后繼續(xù)正常工作。同時，它還克服了傳統(tǒng)電池發(fā)熱的弊端，安全性進一步提升，使用壽命是普通電池的3倍以上。科研團隊希望這種“紙片電池”以后廣泛應(yīng)用于可穿戴設(shè)備和電動汽車的動力源，韓國目前也在加快這類電池的商業(yè)化步伐。

　　與“紙片電池”有著異曲同工之妙的是美國斯坦福大學(xué)教授鄭曉琳的一項發(fā)明——太陽能貼紙。這種新型太陽能電池發(fā)電的部分和普通太陽能電池板一樣，但不需要堅硬的基底，輕便而且可以彎曲，可以貼在任何材料的各種物體表面。而且生產(chǎn)太陽能貼紙的硅基可重復(fù)利用，只需要消耗水，制作工藝也不復(fù)雜，所以成本較低。美國《外交政策》雜志用一句話概括了這項發(fā)明帶給人類社會的貢獻——“給予我們隨時隨地的太陽能。”（人民日報海外版）

　　硫磺電池：提升智能手機40%電池續(xù)航

　　雖然每年智能手機的厚度都在變得越來越薄，但似乎電池的續(xù)航卻一直沒有得到提升。背夾式手機電池的大行其道并不足以滿足消費者的需求，人們更希望能夠用上一款電池續(xù)航更為強悍的智能手機。而近日，據(jù)外媒Nikkei稱，索尼可能正在研發(fā)一種新型智能手機電池，這種電池可以使單次充電的續(xù)航提升40%。

　　據(jù)外媒Nikkei稱，索尼可能正在尋找一種方式讓自己重新成為移動產(chǎn)業(yè)的焦點——并不是通過推出新的智能手機，而是推出新型電池。索尼目前所研發(fā)的電池并不是傳統(tǒng)的鋰離子電池，而是一種使用硫磺化合物的新型電池，這種電池能夠使得其電容量得到一定程度的提升。

　　使用硫磺來制作電池此前也并非沒有被研究過，但其主要的問題在于：這種電池中的電極會溶解到電解質(zhì)之中，從而導(dǎo)致在每一次充電過后都會出現(xiàn)電容量的下降。不過，Nikkei認為，索尼已經(jīng)成功地解決了這一問題，目前索尼正在進行安全方面的檢查，并已經(jīng)開始尋找大規(guī)模生產(chǎn)這種電池的方法。

　　Nikkei認為，索尼的新電池直到2020年之前都不會真正進入消費市場，所以我們將不會短時間內(nèi)看到我們的智能手機電池續(xù)航能力得到顯著提高。但是，如果40％的續(xù)航提升是真的話，那么使用這種電池之后，iPhone 6s單次充電之后將可以獲得14個小時的網(wǎng)頁瀏覽時間，這個續(xù)航能力已經(jīng)足以滿足日常生活所需了。畢竟，夢想還是要有的，萬一真的在iPhone 9上實現(xiàn)了呢。（雷鋒網(wǎng)）