如今智能手機(jī)電池電量有限，往往只夠一天上班時(shí)用。當(dāng)手機(jī)電量低充電時(shí)又要數(shù)個(gè)小時(shí)才能充滿，而長(zhǎng)時(shí)間充電或通話時(shí)，手里使用的鋰離子電池甚至有爆炸的危險(xiǎn)。

不過(guò)，隨著三維微電池技術(shù)研發(fā)的不斷突破，上述問(wèn)題未來(lái)都有可能迎刃而解。

澎湃新聞從南京理工大學(xué)獲悉，該校格萊特納米科技研究所夏暉課題組取得了國(guó)內(nèi)在三維納米電極的制備方法上的最新突破，我國(guó)超級(jí)微電池研發(fā)有了自己的技術(shù)儲(chǔ)備。

據(jù)澎湃新聞了解，該研究成果論文已發(fā)表在Nature系列雜志《NPGAsiaMaterials》（《自然—亞洲材料》）上。

課題負(fù)責(zé)人夏暉副教授告訴澎湃新聞，三維微電池是指擁有三維納米結(jié)構(gòu)的新式薄膜微電池。和普通的鋰離子電池相比，二者在結(jié)構(gòu)上相同，都是由正負(fù)極和電解質(zhì)構(gòu)成，最大的差異是在于材料。

差別于普通的鋰離子電池，微電池是以薄膜形式依次沉積，整個(gè)電池的厚度只有10—20微米，能設(shè)計(jì)成任意形狀和大小集成在IC卡電路中，可快速充電并且能循環(huán)充放電達(dá)上萬(wàn)次。

因?yàn)椴捎昧斯虘B(tài)電解質(zhì)，三維薄膜微電池完全防止了傳統(tǒng)鋰離子電池的爆炸風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)將電池使用溫度從現(xiàn)有的50提高到100以上。

“和電子元件在技術(shù)提升下尺寸越來(lái)越小相比，現(xiàn)在使用的電池技術(shù)沒(méi)有跟上這場(chǎng)賽跑，三維納米微電池將能改變這一切。”

在夏暉看來(lái)，當(dāng)前人們?cè)谑褂秒姵貢r(shí)仍要在功率和電量間做選擇，像手機(jī)采用的電池容量比較大，功率密度低，充放電速度慢，而超級(jí)電容器是功率密度大，但容量小，能量密度低，充放電速度快。

如何兼具高能量密度和高功率密度一直是電池界要解決的難題。而夏暉課題組則兼顧了上述“兩難”，也就是，在單位面積比能量密度新增的同時(shí)，同樣能實(shí)現(xiàn)快速充放電。

據(jù)了解，自20世紀(jì)90年代后歐美國(guó)家的薄膜微電池研發(fā)已取得了階段性成果，如今實(shí)現(xiàn)了小規(guī)模批量生產(chǎn)，在超級(jí)智能卡（如可視銀行卡）、電子標(biāo)簽、微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）、植入型醫(yī)療裝置、微型傳感器以及微型技術(shù)裝備上應(yīng)用前景廣闊。

據(jù)市場(chǎng)研究公司NanoMarkets發(fā)表的研究報(bào)告預(yù)測(cè)，2015年全球微電池市場(chǎng)價(jià)值將超過(guò)53億美元。

另外，澎湃新聞注意到，美國(guó)伊利諾斯州大學(xué)的科學(xué)家2013年曾研制出一種超級(jí)微電池，該微電池的功率是鋰離子電池的1000倍，一旦完成民用研發(fā)，理論上未來(lái)一部信用卡厚度的手機(jī)所需充電時(shí)間不到1秒鐘。在未來(lái)微電池技術(shù)革新之下，人們或許不再要擔(dān)心手機(jī)沒(méi)電了，因?yàn)椤白x秒充電”將成為現(xiàn)實(shí)。