日美发明奇葩电池！续航超锂离子电池3倍，似乎可无限次充放电

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来源：徐德文科学频道

作者：徐德文

没有做不到，只有你想不到！日本和美国的一个科学家团队，竟然发明了一种奇葩的电池——碳纳米管储能装置，能量密度是现在最好锂离子电池的两三倍，而且绝对安全不燃爆，似乎可无限次循环，在极冷极热环境下都能使用。这项研究已发表在4月16日《自然-纳米技术》杂志上。

这种电池之所以绝对安全，是因为它和锂离子电池完全不同，采用的是物理储能。原理就像八音盒、老式钟表和玩具的发条，只是这种发条是用碳纳米管做的，可以储存极大的能量。

研究人员买来市售的1.5纳米直径，长1微米的碳纳米管，利用纱线法(y-rope)、卷轴法(r-rope)和分散法(d-rope)捆绑成细如发丝的扭转单壁碳纳米管(SWCNT)绳子，然后用各种聚合物（如TPU、PSS、PSL、PVA）包覆或插层，最后用微波辐照强化处理以增强其强度和灵活性。

之后研究人员设计了复杂的观察和测量装置，对这种材料在各种受力下的结构、形变、机械性能等进行测量和分析，结果发现，用纱线法和热塑性聚氨酯弹性体（TPU）处理的直径30微米碳纳米管具有最高的能量密度，竟然超过钢弹簧15000倍。

具体来说，其重量能量密度是2.1MJ/kg，也就是583Wh/kg，是当前商用锂离子电池的两三倍以上，也比大多数尚处实验中的固态电池还高。

尤其令人兴奋的是，SWCNT的充放电循环次数似乎可以没有限制，还能在-60℃到100℃的宽温度范围内稳定运行，并且它是物理储能，安全上没有任何问题，另外还有生物相容性，可用于人工器官等医疗设备。

也就是说，SWCNT可以做成看起来似乎非常完美，具有高能量密度的储能电池，而且可以相对简单，低成本地制造，可能成为一种具有巨大潜力的新型机械储能装置，尤其是在需要安全、高效、长寿命储能解决方案的领域，如医疗植入设备和可穿戴技术。

当然，这项研究才刚刚开始，离实际应用可能还有很长的路要走，研究人员正在开发这种电池的原型进行测试，希望可以改变我们存储和使用能源的方式，为更可持续的能源未来做出贡献。

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