美國康乃爾大學(xué)研究人員設(shè)計出一種新的電池架構(gòu)，陽極與陰極不再分站兩側(cè)，而是交織在一個自組裝的 3D 螺旋結(jié)構(gòu)中，不只能實現(xiàn)現(xiàn)今人人追求的閃電般快速充電，還能擁有更大儲能容量。有多快？研究人員估計從你的電子設(shè)備連接插座后幾秒鐘內(nèi)就可充飽電。

傳統(tǒng)電池結(jié)構(gòu)分為 3 個主要結(jié)構(gòu)：陽極（-）、陰極（+）與電解質(zhì)，在電池內(nèi)部，化學(xué)反應(yīng)于陽極引起電子累積，這些電子想尋找反電荷而走向陰極，但它們又被電解質(zhì)阻擋，最后它們沿著外部電路行進(jìn)，在途中為各種電子設(shè)備供電。

這么多年來，電池產(chǎn)業(yè)始終無法再突破瓶頸不是沒有原因，雖然工程師一直在努力尋找提高電池效率的方法，但目前最好的鋰離子電池仍卡在陽極材料限制。

不過康乃爾大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)教授 Ulrich Wiesner 領(lǐng)導(dǎo)的團隊設(shè)計出一種新電池架構(gòu)，或許能帶來革命性突破。他們將陽極和陰極交織在一個自組裝的 3D 螺旋結(jié)構(gòu)中，由碳薄膜構(gòu)成的陽極包含數(shù)千個只有 40 納米寬的孔隙，表面被一層 10 納米厚的絕緣層覆蓋，接著再添加硫陰極，但硫可以接收電子卻不導(dǎo)電，所以最后用名為聚二氧乙基噻吩（PEDOT）的導(dǎo)電高分子材料填滿孔隙。

（Source：取自團隊線上論文）

每個孔隙都儲存了可觀能量，使它們幾乎自成小電池，擴展到螺旋狀表面后還可以提供比傳統(tǒng)電池設(shè)計更高的功率密度，也就是說，當(dāng)你將充電線接上插座那一刻起，充電速度將變快到幾秒鐘內(nèi)就能為電子設(shè)備充飽電。

不過團隊承認(rèn)新設(shè)計并非沒有缺陷，當(dāng)電池充放電時，硫陰極會膨脹，但 PEDOT 層不會，所以后者會隨時間推移磨損。團隊仍在持續(xù)鉆研改善技術(shù)，目前還不清楚它是否具備商業(yè)化實力，但團隊正在獲取專利保護(hù)。論文已發(fā)布在英國皇家學(xué)會出版的《能源與環(huán)境科學(xué)》期刊。