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新型瞬态电池自毁速度大幅提升

新型瞬态电池自毁速度大幅提升

  美国爱荷华州立大学科学家研制出一种新型实用瞬态电池,其自毁速度在原有基础上大幅提升,这一突破使研发自毁型电子器件成为可能。

  据IEEE《光谱》8月8日报道,近来,科学家研制的瞬态电子设备种类繁多、用途广泛,接触到光、热或液体时会触发自毁功能。但如果电源不是瞬态的,那就不能称为真正的瞬态设备。

  爱荷华州立大学材料科学家雷扎·蒙塔扎米介绍说,此前的瞬态电池在供电能力、稳定性和存储时间等方面非常有限,自毁速度也很慢。现在,他和同事研制的这款新幸运28型自毁型电池,可给桌面计算器供电15分钟左右,遇水后幸运2830分钟内就会溶解消失。

  蒙塔扎米之前研幸运28究的概念验证项目,将电子元器件印制在单层可降解高分子复合材料上。此次研制的瞬态电池则由8层电路板构成,阳极、阴极和电解质都被包在两层聚乙烯醇材料中间。

  该瞬态电池约1毫米厚、5毫米长、6毫米宽,可输出2.5V电压,是其他瞬态电池的2倍多;其自毁速度也比此前的自毁型电池快1000倍。当电池浸没在水中时,高分子材料先是膨胀,然后电极裂开分离,最后整个电池被溶解。这种电池并不是完全消失,电池材料中的纳米颗粒并不会降解,不过当电极裂开分离时,这些纳米颗粒会随之散开。蒙塔扎米将这种技术称为“物理化学混合式瞬态”。

  蒙塔扎米团队表示,如使用更大尺寸的电池就能够提供更多电量,但自毁时间也会延长。为此,他们建议,需要高电量时可采用多个小电池组合。

  不过,蒙塔扎米也表示,新研制的瞬态电池依然面临着电压低、结构复杂、制造瞬态电压比较难、一次成功率不高等难题。“瞬态电池对材料提出了很大挑战,现在世界上做类似研究的团队并不多。”

  自毁型电子器件用途很多。在军事上,一旦落入敌手,可通过自毁来保护己方机密;在医学上,自毁型植入医疗设备不需要通过手术取出;还可以做成自动分解的环境传感器等。