（Nanowerk News）这个世界是一个很大的地方，但随着技术的出现，世界各地的人都掌握在这个世界中，这个世界变得越来越小。随着世界缩小，它还要求事情发生得更快 - 包括为电子设备充电所需的时间。
该集团的想法是：将电池的阳极和阴极放置在非导电分离器的两侧，而不是在自组装的3D三维螺旋结构中交织各组件，其中数千个纳米级孔隙充满储能和输送所需的元素。
互连阳极（灰色，带负号），隔离器（绿色）和阴极（蓝色，加号）的3D电池架构（顶部;不按比例）
带有互穿阳极（灰色，带负号），隔离器（绿色）和阴极（蓝色，加号）的3D电池架构（顶部;不按比例）的渲染，每个尺寸约20纳米。以下是它们各自的分子结构。（图片：康奈尔大学）
研究员表示：“这种三维架构基本上消除了设备中死音量的所有损失。“更重要的是，像我们一样，将这些互穿畴的尺寸缩小到纳米级，可以为您提供更高的功率密度，换句话说，您可以在比传统电池架构通常要短得多的时间获得能量“。那有多快？研究员说，由于电池元件的尺寸缩小到纳米尺寸，“当你将电缆插入插座时，在几秒钟内，甚至更快，电池将被充电。”
这一概念的架构基于嵌段共聚物自组装，集团多年来在其他器件中使用，包括螺旋型太阳能电池和螺旋型超导体。Joerg Werner博士 '15作为这项工作的主要作者，曾尝试过使用自组装光子器件，并想知道是否同样的原理可以应用于碳材料的储能。
碳的螺旋薄膜 - 由嵌段共聚物自组装产生的电池阳极 - 具有40纳米宽的数千个周期性孔隙。然后通过电聚合将这些孔用10nm厚的电子绝缘但离子导电的隔膜涂覆，该工艺本质上产生了无针孔分离层。
这一点至关重要，因为分离器中的孔洞等缺陷会导致灾难性故障，从而导致移动设备（如手机和笔记本电脑）发生火灾。
下一步是添加阴极材料 - 在这种情况下，硫的含量不能完全填充其余的孔隙。由于硫可以接收电子但不导电，因此最后一步是用电子导电聚合物回填 - 称为PEDOT（聚[3,4-亚乙基二氧噻吩]）。
实验员表示，虽然这种架构提供了概念证明，但这并非没有挑战。放电和电池充电过程中的体积变化会逐渐降低PEDOT电荷收集器的性能，但不会影响硫的体积膨胀。
“当硫磺膨胀时，”研究员说，“你将这些小块聚合物撕开，然后当它再次收缩时它不会重新连接，这意味着有些3D电池无法使用。 “
