據(jù)全球電池網(wǎng)了解，電池一直是制約智能手機發(fā)展的瓶頸之一。并且，除了智能手機，太陽能電站、風電場也深受電池技術限制。這些場所亟需廉價、耐用且電量高的電池來存儲電能。

“電池幾乎成為了所有用電設備的‘軟肋’。”美國科羅拉多州立大學化學家Amy Prieto說。

為此，她成立了一家專門研制電能存儲設備的公司。該公司將推出一款比現(xiàn)有鋰離子電池更安全、更廉價、充電更快并且對環(huán)境更為友好的新型電池——發(fā)泡銅電池。

目前市面上的電池存在售價高、易發(fā)熱、壽命短且制造過程會污染環(huán)境等一系列缺點。但在Amy Prieto看來，其中有兩個缺點最為重要：能量密度低和功率密度低。

她解釋說，前者指傳統(tǒng)電池在現(xiàn)有體積的前提下，很難保證智能手機擁有兩天以上的續(xù)航時間；后者則指電池充電時間長達數(shù)小時，而不是幾分鐘。

Amy Prieto團隊通過重新設計一系列電池組件，如銅銻化物負極和聚合物電解質材料等來解決上述問題。其中，最為重要的設計是，該團隊利用一種發(fā)泡金屬——發(fā)泡銅來充當電池負極上的集流體（即將負責電池活性物質產(chǎn)生的電流匯集起來以便形成較大的電流對外輸出的部件）。

Amy Prieto說，相比平面電極，發(fā)泡銅材料因具有較大的表面積，可以顯著提升電池的能量密度和功率密度。

“而且這種器件還比較容易制造。”Amy Prieto介紹，他們先在發(fā)泡銅材料上鍍上由銅銻化物材料制成的負極。然后，將負極放置到特定溶液中，讓固體電解質在電化學聚合反應的作用下，沉積到負極上面。最后，研究人員用一張鋁網(wǎng)作為電池陽極，制作成電池。

Amy Prieto估計這種電池的制造成本僅為傳統(tǒng)鋰離子電池成本的一半。同時，在擁有同樣的電量的前提下，其體積僅為傳統(tǒng)電池的三分之二，且充電時間縮短為五到十分之一，壽命卻增加了十倍。

更為重要的是，這種新型電池還具有更為安全和環(huán)保的特性。首先，固體電解質的自燃風險要比液體電解質小得多。另外，在整個制造過程中，該團隊選擇水而不是其他化學物質來作為基本反應物。“之前我認為這是不可能的，但至少目前來看，用水的效果很好。”Amy Prieto說。

目前，該團隊已經(jīng)成功在一塊銅板上制造了電池的二維模型，正在開展三維電池模型試驗。“一年之后，電池原型即會面世，屆時，我們將請第三方機構對其進行測試。”Amy Prieto說，“此后，我們還將開展小規(guī)模的市場測試。”