بسیاری از باتری های فعلی از همان ساختار دو الکترودهای یین و یانگ با انزوا غیر هادی استفاده می کنند. اما اکنون مهندسان Cornell یک ساختار جدید غیر معمول ایجاد کرده اند، زیرا از یکدیگر استفاده می کنند این ساختار پیچیده مانند Swirl-like و ویژگی های شارژ لحظه ای است. این تکنولوژی جدید بر اساس مجموعه پیچیده ای از اشکال متخلخل (gyroid) است که قبل از آن اغلب برای ایجاد گرافن دو بعدی مواد معجزه استفاده می شود. .
تصویربرداری باتری اسپیرال توسط دانشگاه کرنل توسعه یافته است
علاوه بر این، باتری های جدید از فیلم های کربنی بسیار نازک استفاده می کنند (گرچه آنها با گرافن قابل مقایسه نیستند)، با تکیه بر یک فرایند خودآموزی شناخته شده به عنوان بلوکو پلیمر.
این عنصر 24 عنصر هلیکس 24 کربن، آنود باتری را تشکیل می دهد که شامل هزاران سوراخ است که هر کدام حدود 40 نانومتر است.
این منافذ ها با یک لایه جدایی تقریبا 10 نانومتر ضخیم و سپس با افزودن کاتد گوگرد پوشش داده شده و در نهایت قسمت نهایی لوله با پلیمر رسانایی PEDOT پر شده است.
هر منبعی می تواند انرژی را ذخیره و انتقال دهد، که بسیار شبیه یک میکرو بطری است. با این حال، با پراکنده شدن آنها در سطح وسیع سطح سیلیکون، چگالی انرژی معماری جدید بسیار بزرگتر از طراحی باتری معمولی است.
به گفته محققان، در عمل، این بدان معنی است که باتری را می توان در چند ثانیه یا حتی سریعتر شارژ کرد. اولریش ویزنر، پژوهشگر ارشد، گفت:
این ساختار سه بعدی اساسا تمام کاهش حجم در تجهیزات را از بین می برد.
مهمتر این است که مناطقی از نفوذ متقابل به مقیاس نانو کاهش می یابد، بنابراین ما می توانیم به صورت غریزی تراکم انرژی را افزایش دهیم.
به عبارت دیگر، در مقایسه با ساختار باتری سنتی، شما می توانید در یک زمان کوتاهتر انرژی کسب کنید.
با این حال، طراحی جدید بدون نقص آن است.هنگامی که باتری شارژ شده و تخلیه می شود، سولفور گسترش می یابد و بخش PEDOT نمی کند. با گذشت زمان، آن به تدریج از بین می رود. ویسن می گوید:
هنگامی که سولفور گسترش می یابد، این پلیمرهای کوچک به قطعات شکسته می شوند. هنگامی که دوباره آن را کاهش می دهد، نمی توان دوباره متصل شود. به این معنی که بخشی از باتری 3D دیگر نمی تواند استفاده شود.
