世界上最小的电池

桑迪亚国家实验室的研究人员用锂充电电池制造出了世界上最小的电池，可用于运行微型电子设备。该电池是超级电容器和电池的交叉体。

超级电容器可以提供比电池更多的电力。纳米电池比细菌细六倍。它的厚度小于可见光的波长，这意味着不及最低波长 400 nm。它的宽度约为 150 纳米，比 50 微米的人类头发细千分之一，比 AAA 电池小 60,000 倍以上。它由 3 毫米厚的块状锂钴阴极、离子液体电解质、长 10 纳米、直径 100 纳米的单氧化锡 (SnO2) 纳米线组成。

钴酸锂 (LiCoO2) 是一种用于锂离子电池正极的化合物。单氧化锡纳米线负极是一种用于锂离子电池的稳定且高容量的材料。

每个电池都是纳米线，一半作为正极，另一半作为负极。这些纳米电池阵列可以为生物和化学传感器、植入式医疗设备和微观无线网络提供动力。它们还可以嵌入日常物品和计算机中。

为了制造这种电池，科学家们在纳米线模板上涂上铜，并用镍合金填充一半的孔隙以形成阳极。添加了一层薄薄的聚环氧乙烷凝胶，作为其他纳米线的电解质和绝缘体。孔的其余部分充满聚苯胺以形成阴极，并完成电路；上面放置了一层铝。

锂离子电池中的纳米线材料在能量和功率方面提供了更显着的改进。为了了解电池工作的基本机制，科学家们在 TEM（透射电子显微镜）内制作了电池，以便研究人员可以实时看到电池的充电和放电情况。

研究人员发现，在氧化锡纳米线充电过程中，锡纳米线棒的长度加倍，而不是普遍认为的电池在其直径上膨胀。这可以避免导致电池寿命缩短的短路，并证明纳米线可以承受较大的应力而不断裂，这使得它们成为比电极更好的候选者。

纳米电池并非没有局限性，因为在充放电 20 次后，它们就会失去保持充满电的能力，研究人员正在努力通过尝试不同类型的电极和聚合物厚度来解决这些限制。