美国康乃尔大学研究人员设计出一种新的电池架构，阳极与阴极不再分站两侧，而是交织在一个自组装的 3D 螺旋结构中，不只能实现现今人人追求的闪电般快速充电，还能拥有更大储能容量。有多快？研究人员估计从你的电子设备连接插座后几秒钟内就可充饱电。
传统电池结构分为 3 个主要结构：阳极（-）、阴极（+）与电解质，在电池内部，化学反应于阳极引起电子累积，这些电子想寻找反电荷而走向阴极，但它们又被电解质阻挡，最后它们沿着外部电路行进，在途中为各种电子设备供电。
这么多年来，电池产业始终无法再突破瓶颈不是没有原因，虽然工程师一直在努力寻找提高电池效率的方法，但目前最好的锂离子电池仍卡在阳极材料限制。
不过康乃尔大学材料科学与工程学教授 Ulrich Wiesner 领导的团队设计出一种新电池架构，或许能带来革命性突破。他们将阳极和阴极交织在一个自组装的 3D 螺旋结构中，由碳薄膜构成的阳极包含数千个只有 40 奈米宽的孔隙，表面被一层 10 奈米厚的绝缘层覆盖，接着再添加硫阴极，但硫可以接收电子却不导电，所以最后用名为聚二氧乙基噻吩（PEDOT）的导电高分子材料填满孔隙。
（Source：取自团队线上论文）
每个孔隙都储存了可观能量，使它们几乎自成小电池，扩展到螺旋状表面后还可以提供比传统电池设计更高的功率密度，也就是说，当你将充电线接上插座那一刻起，充电速度将变快到几秒钟内就能为电子设备充饱电。
不过团队承认新设计并非没有缺陷，当电池充放电时，硫阴极会膨胀，但 PEDOT 层不会，所以后者会随时间推移磨损。团队仍在持续钻研改善技术，目前还不清楚它是否具备商业化实力，但团队正在获取专利保护。论文已发表在英国皇家学会出版的《能源与环境科学》期刊。
- This self-assembling 3D battery could charge your phone in seconds
- “3D battery" design twists together for split-second charging
（首图来源：康乃尔大学）
