為了實現(xiàn)產(chǎn)品的微型化,研究小組選擇了只有一個原子厚度的石墨烯材料。而更令人驚奇的是,制造這種超級電容器并不需要高精尖的設(shè)備器械,一臺普通的DVD刻錄機就可以完成整個生產(chǎn)過程。
此前,制造微型超級電容器的傳統(tǒng)光刻工藝,需要大量的人力勞動,因而很難降低產(chǎn)品的成本及價格,阻礙了其商業(yè)化前景。而如今使用普通DVD刻錄機的光速寫技術(shù),只需傳統(tǒng)生產(chǎn)成本的一小部分,就能夠?qū)崿F(xiàn)批量化的大規(guī)模生產(chǎn)。研究小組就表示,使用這種技術(shù),他們利用廉價材料在一個光盤上制造100多個微型超級電池,只花費了不到半個小時的時間。
除了生產(chǎn)工藝,該超級電容器在產(chǎn)品設(shè)計上也頗下了一番工夫。一般而言,為使超級電池獲得最大的存儲能力,正負(fù)電極的安放位置方式必須盡量實現(xiàn)表面積最大化。研究小組最初的設(shè)計,是把多層石墨烯材料像三明治里的面包片那樣,堆疊而成電極,但效果不佳。
經(jīng)過改進(jìn),在最新的設(shè)計中,他們將石墨烯電極如互相交織的手指那般并排放置。結(jié)果證明,這種方式最大化伸展了電極的表面積,遠(yuǎn)比堆疊法具備更高的存儲能力。
加州大學(xué)洛杉磯分校工程及應(yīng)用科學(xué)學(xué)院教授理查德·卡奈爾說,對于超級電容器來說,它再“快”也不過是數(shù)量上的升級,“小”才是其最大價值。他表示:“一直以來,電子產(chǎn)品的微型化、小型化,常常會遭遇儲能系統(tǒng)方面的阻礙。過大的電池體積,拖累了整個產(chǎn)品的靈活小巧”。而新型超級電容器不但擁有較小的體積,且可以輕易整合到其他配件當(dāng)中。
該研究小組稱,正在積極與配件生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)系,推動該產(chǎn)品的市場化發(fā)展。