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也许有一天你需要去商店，因为你的正极涂料用完了。一个研究团队刚刚宣布了一种新型喷涂电池设计。这项技术可能会改变电池的生产方式，并消除对用于储能的表面类型的限制。
喷涂电池，像所有锂离子电池一样，由五层组成：正极集流体、吸引带正电荷离子的正极、离子导电隔膜、吸引带负电荷离子的负极和负极集流体。对于每一层，挑战在于找到一种方法，将导电材料与各种聚合物混合，制成可以喷涂到表面的涂料。
来自休斯顿莱斯大学和比利时鲁汶天主教大学的材料科学家和化学家团队成员，同时也是该论文的主要作者尼拉姆·辛格说：“发现这一点真的令人兴奋。我们真的可以将电池喷涂在各种表面上，并将任何物体转化为储电设备吗？”
辛格说，她的团队的工作正在填补社会关键领域中对新型电池设计的储能需求。她说：“我们发现，研究的重点现在正在转向电池的集成。” 也就是说，人们正在尝试设计可以内置到各种不同物体中的电池。一些团队正在致力于制造薄而柔性的电池，以及可以集成到纺织品中的电池。太阳能是研究人员特别感兴趣的应用之一。太阳能电池板可能需要较大的表面积，而莱斯大学团队的设计是在该领域收集和存储能量的有效方法。
为了测试他们的设计，他们将电池涂料应用于陶瓷浴室瓷砖、玻璃、柔性透明薄膜、不锈钢和一个啤酒杯的侧面。在每种情况下，电池都工作了。在一个实验中，他们将太阳能电池连接到其中一个电池，并为一个 LED 显示屏供电。
辛格说，最大的挑战是制造一种既稳定又强大的电池：“将所有层叠放在一起而不干扰其容量或损害电池性能并不容易。” 也存在安全问题。许多锂离子电池使用铝作为正极集流体，但铝微粒会刺激肺部，因此在气溶胶涂料中使用它们将是危险的。相反，研究人员依赖于碳纳米管。
氧化钴锂被用作正极，市售凝胶电解质被用作隔膜，氧化钛锂被用作负极，铜被用作负极集流体。该方法在 6 月 28 日出版的《科学报告》中有详细介绍。（《大众科学》是自然出版集团的一部分。）
辛格认为，莱斯大学团队的电池是游戏规则改变者，因为它在其体积内具有能源效率，并且可以应用于许多不同成分和形状的物体。
阿贡国家实验室的材料科学家维拉斯·波尔没有参与这项研究，他也认为这项新设计令人兴奋，并将其描述为“电池设计和集成领域中一个卓越而引人注目的概念”。
但就目前而言，喷涂电池尚未完全准备好在您当地的五金店上架。原因之一是，电解质隔膜层尚未对氧气稳定。如果它与空气接触会爆炸，因此在制造电池时需要特殊条件。
辛格说，该团队目前正在努力使所有材料对空气和湿气的反应性降低，并且更加环保。她补充说，其他团队正在致力于开发喷涂式太阳能电池。然后，她设想“可喷涂的太阳能电池叠放在可喷涂的太阳能电池之上。” 房屋可以成为太阳能捕获和存储设备。