20世紀(jì)70年代，研究人員躺在施樂(lè)公司(Xerox)帕洛阿爾托研究中心(PARC)的豆袋椅上，設(shè)計(jì)出了后來(lái)引發(fā)信息技術(shù)革命的發(fā)明。電腦鼠標(biāo)、圖標(biāo)、”視窗”操作系統(tǒng)、以太網(wǎng)和激光打印機(jī)都在這里誕生。現(xiàn)在，雖然那些豆袋椅早已不復(fù)存在，PARC也在十年前被分離出來(lái)，成為一家獨(dú)立子公司，但是其研究人員再次進(jìn)行著打印方面的實(shí)驗(yàn)。這一次，他們都希望能研發(fā)出新技術(shù)，為21世紀(jì)的清潔能源革命做出貢獻(xiàn)。
PARC的硬件系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室(Hardware Systems Laboratory)正在開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車的鋰離子電池，這種電池可以比傳統(tǒng)電池多儲(chǔ)存20％以上的電量。制作一個(gè)可存儲(chǔ)更多電量的電池需要一個(gè)更大的陰極，其中含有更多的鋰離子。然而，陰極越厚，離子的運(yùn)動(dòng)速度就會(huì)越慢。這將降低電池的性能，導(dǎo)致加速緩慢。
PARC希望用兩種材料構(gòu)建陰極，以避免上述取舍難題：一種方法是使用優(yōu)化后的密集存儲(chǔ)材料，另一種是使用可促使電荷迅速轉(zhuǎn)移多孔材料。寬的存儲(chǔ)區(qū)域和窄的導(dǎo)電區(qū)域交替分布。這使得在不損失電量的前提下，構(gòu)造出一個(gè)更大、能量更密集的電池成為可能。
人們知道這個(gè)基本思路已經(jīng)有一段時(shí)間了。問(wèn)題在于要構(gòu)造足夠小的區(qū)域（存儲(chǔ)介質(zhì)大約為100微米，導(dǎo)體為10微米）。一塊典型的電動(dòng)汽車電池的陰極需要數(shù)十萬(wàn)個(gè)這種交錯(cuò)的指狀物。構(gòu)造如此微小的功能與精度，需要光刻技術(shù)，這是一種成本很高的技術(shù)，不適于制造高速、高容量的大型電池。
PARC研究人員的解決方案靈感來(lái)自于彩條牙膏，該方案一定會(huì)給他們思想自由的前輩們留下深刻印象。在PARC制造的新電池中，兩種材料與一種有機(jī)材料混合形成糊劑，再被送入含有微小通道和噴嘴的打印頭中。打印頭移到金屬箔上，將糊劑擠壓出來(lái)并成排排列，形成細(xì)條紋。之后將基質(zhì)進(jìn)行干燥，以去除大部分的有機(jī)材料，只留下一個(gè)固體陰極。在對(duì)運(yùn)動(dòng)陰極由一種材料構(gòu)成的同類電池的測(cè)試中，可擠壓的可充電電池可多存儲(chǔ)1/5的電量。該實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人斯科特?埃爾羅德(Scott Elrod)說(shuō)，目前，PARC正在與最終可能制造這種新電池的企業(yè)會(huì)面，討論如何對(duì)電池進(jìn)行測(cè)試。
以這種方式打印陰極僅僅是個(gè)開(kāi)始。目前，PARC正與美國(guó)政府機(jī)構(gòu)能源部先進(jìn)研究計(jì)劃署(ARPA-E)合作，嘗試打印整個(gè)電池（該機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)創(chuàng)造先進(jìn)能源技術(shù)。）這將需要五個(gè)糊劑，其中陰極和陽(yáng)極各兩個(gè)，再加一個(gè)隔板。通過(guò)打印能將電流導(dǎo)出電池的銀電線，可擠壓電池也有望提高太陽(yáng)能電池的效率。和銀漿同時(shí)擠出的是一種電池被加熱時(shí)可燃燒的材料。其結(jié)果是，電線長(zhǎng)度僅為20微米，而非50微米。這種窄線投下的陰影更小，所以更多的陽(yáng)光可照射到電池上。
現(xiàn)在，使用這種方法制成的太陽(yáng)能電池板已投入生產(chǎn)，埃爾羅德已經(jīng)將目光轉(zhuǎn)向燃料電池、超級(jí)電容（一種蓄電的新穎方式）甚至催化轉(zhuǎn)換器，它們也可能被制造成可擠壓的電池。可擠壓電池可能永遠(yuǎn)不會(huì)成為一個(gè)家喻戶曉的詞語(yǔ)，例如激光打印，但是施樂(lè)肯定會(huì)非常樂(lè)意看到老PARC生命力猶在。
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