最新電池技術(shù)之三維電極是什么？

傳統(tǒng)的電池技術(shù)中電池內(nèi)有三個(gè)元件：分別位于電池兩端的陰極和陽(yáng)極以及作為橋梁的電解液，而最新電池技術(shù)的突破重要在于在微尺度上將電池的陽(yáng)極和陰極整合在了一起。據(jù)英國(guó)廣播公司（BBC）近日?qǐng)?bào)道，美國(guó)科學(xué)家制造出一種擁有三維電極的新式微電池模型，與目前的商用電池相比，同樣功能的新電池僅為其十分之一，而再充電速度則為其1000倍。

三維電極有兩種形式，一種是在二維電極之間填充均勻混合的導(dǎo)電顆粒和絕緣顆粒，當(dāng)外加電壓足夠高時(shí)，使導(dǎo)電顆粒沿電場(chǎng)線方向兩端的電位超過(guò)陰極和陽(yáng)極反應(yīng)的可逆電勢(shì)時(shí)，導(dǎo)電顆粒表面帶電，稱為新的一極。第二種是將電極結(jié)構(gòu)做成三維結(jié)構(gòu)，就是立體結(jié)構(gòu)。

三維電極法是在二維平面電極的基礎(chǔ)上開發(fā)研制的，與其它處理方法相比，該方法具有以下特點(diǎn)：

1、 與傳統(tǒng)的二維平面電極相比，三維電極能夠增加電解槽的面體比，且因填充粒子間距小而增大物質(zhì)的傳質(zhì)速度，提高電流效率和處理效果

2、 三維電極反應(yīng)器設(shè)備相對(duì)較為簡(jiǎn)單、緊湊，占地面積少，粒子電極長(zhǎng)時(shí)間不需再生處理，操作費(fèi)用低，易于控制，便于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化；

3、 處理時(shí)不需添加化學(xué)藥品，后處理簡(jiǎn)單，無(wú)二次污染，被稱為“環(huán)境友好型處理技術(shù)”；

最新電池技術(shù)之三維電極是首先制造出一個(gè)由細(xì)小的聚苯乙烯球組成的網(wǎng)格；接著用金屬填滿球內(nèi)外；再將球溶解，留下一個(gè)三維的金屬支架，并在該金屬支架上添加了一個(gè)鎳錫合金陽(yáng)極和氫氧化錳礦物質(zhì)陰極；最后，將該裝置依附到一塊玻璃的表面，并將玻璃表面沒(méi)入300攝氏度的液體（作為電解質(zhì)）中。

最新電池技術(shù)之三維電極的陰極和陽(yáng)極距離非常近，使得位于電池兩極用來(lái)發(fā)生反應(yīng)的離子和電子不要行進(jìn)很遠(yuǎn)，因此能更快出現(xiàn)能量。而且，最新技術(shù)可以擴(kuò)展，可以將電池做得比較大。

雖然說(shuō)最新電池技術(shù)之三維電極有很多的優(yōu)勢(shì)，但是安全問(wèn)題或許會(huì)成為其市場(chǎng)化的絆腳石。

最新電池技術(shù)之三維電極的難題挑戰(zhàn)在于制造出一個(gè)足夠穩(wěn)固的微電池陣列，通過(guò)一個(gè)成本低廉且可不斷擴(kuò)大的過(guò)程，使整個(gè)電池陣列不出現(xiàn)一次短路。最新研究證明了最新電池技術(shù)之三維電極可以獲得很高的能量密度，但問(wèn)題在于如何擴(kuò)大規(guī)模以便進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，同時(shí)找到更簡(jiǎn)單的制造方法并解決安全問(wèn)題。目前并不了解這種微電池是否容易自燃，鈷酸鋰離子電池就存在這一問(wèn)題。