現在の電池の多くは、同一の陰と陽の2極構造を使用しており、その間に非導体分離がありますが、コーネルのエンジニアは絡み合ったこの斬新な技術は、「2次元奇跡物質」グラフェンの作成によく使われる前に、複雑な一連の多孔質形状、つまりジャイロイドに基づいています。 。
コーネル大学が開発したスパイラル電池イメージング
さらに、新しいバッテリーは、「ブロックコポリマー」として知られる自己組織化プロセスに頼って、超薄炭素膜を使用しています（グラフェンには匹敵しません）。
このカーボンベースのヘリックス24ファセットは、約40nm幅の何千もの穴を含む電池のアノードを構成する。
これらの細孔を厚さ約10nmの分離層で被覆した後、硫黄陰極を添加し、最後にPEDOTと呼ばれる導電性ポリマーで充填した。
各ポアは、マイクロバッテリと非常によく似ているエネルギーを蓄積して転送することができますが、それらを螺旋の巨大な表面に分散させることにより、新しいアーキテクチャのエネルギー密度は従来のバッテリ設計よりもはるかに大きくなります。
研究者によると、実際には、これはバッテリーが数秒で充電されることを意味します。リード研究者Ulrich Wiesnerは次のように述べています。
この三次元構造は、基本的に装置内の容積損失をすべて除去する。
もっと重要なことは、相互浸透の領域がナノスケールに縮小され、エネルギー密度が指数関数的に増加することです。
言い換えれば、従来のバッテリ構造と比較して、より短時間でエネルギーを得ることができます。
それでも、新しいデザインには欠陥がないわけではありません。バッテリーが充放電されると、硫黄が膨れ、PEDOT部品は消耗しますが、後者は徐々に消耗します。
硫黄が膨張すると、これらの小さなポリマーが壊れてしまい、再び縮むと再接続できなくなります。つまり、3Dバッテリーの一部を使用できなくなります。
