Гъвкава липо батерия

Това откритие подтикна други изследователи да разработят нови видове гъвкави литиево-йонни батерии, които използват нестандартни материали като еластични полимери и органични течности вместо запалими течни електролити (вещество, което позволява на йони да пътуват между два електрода). Множество компании са разработили продукти, базирани на върху тези нови материали и тази статия ще разгледа двата типа гъвкави акумулаторни батерии, налични в момента за търговска употреба.

Първият тип използва стандартен електролит, но с полимерен композитен сепаратор вместо обичайния порест полиетилен или полипропиленов материал. Това позволява да се огъва или оформя в различни форми без счупване. Например, наскоро Samsung обявиха, че са разработили такава батерия, която може да поддържа формата си дори когато е сгъната наполовина. Тези батерии са по-скъпи от традиционните, но могат да издържат по-дълго, тъй като има по-малко вътрешно съпротивление от по-дебели електроди и сепаратори. Един недостатък обаче е относително ниската им плътност на мощността: те могат да съхраняват толкова енергия, колкото литиево-йонна батерия с подобен размер и не могат да се презареждат толкова бързо.

Този тип литиево-йонна батерия понастоящем се използва в носещите се сензори за наблюдение на жизнените показатели на тялото, но може да бъде интегрирана и в умно облекло. Например, Cute Circuit прави рокля, която проследява нивата на замърсяване на въздуха и предупреждава потребителите чрез LED дисплей на гърба, когато има високи нива в непосредствена близост до потребителя. Използването на този вид гъвкава батерия би улеснило интегрирането на сензорите директно в дрехите, без да се добавя обем или дискомфорт.

Литиевите батерии се използват широко в потребителски продукти като мобилни телефони и лаптопи, но подобренията на техните възможности (мощност, тегло) могат да доведат до полезни приложения като медицински устройства и електрически автомобили. Тъй като повечето батерии използват твърд корпус с електроди, поставени вътре, имаше обширни изследвания за това дали може да се разработи гъвкава батерия, която да позволява различни форми и потенциално по-мощни устройства.

Наличните в момента електрически превозни средства имат ограничен обхват поради ниската плътност на мощността на батериите, която е резултат от използването на твърди корпуси. Гъвкавите батерии могат да се носят и върху дрехи или да се увиват около неправилни повърхности, което отваря нови възможности за носима технология. В допълнение, по-голямата гъвкавост означава, че батериите могат да се съхраняват в тесни пространства и да отговарят на необичайни форми; това може да доведе до батерии с по-малък размер от конвенционалните такива с подобна оценка.

Резултати:

Гъвкава батерия, която използва метално фолио вместо твърди електроди, е разработена от изследователи от Калифорнийския университет в Бъркли. Дизайнът обещава по-добра производителност от настоящите устройства, тъй като се състои от множество тънки листове, подредени заедно, което води до висока енергийна плътност, като същевременно остава напълно гъвкав. Предишни опити за използване на други материали като графен се провалиха поради крехкостта на тези структури и липсата им на мащабируемост. Въпреки това, новият дизайн на метално фолио следва подобна структура на търговските литиево-йонни батерии и позволява тези единици да се произвеждат в промишлен мащаб без затруднения.

Приложения:

Гъвкавите липо батерии могат да доведат до медицински устройства, които се носят по-лесно върху тялото, електрически автомобили с по-голям обхват на шофиране, технология за носене, която не пречи на движението, и други приложения, които се възползват от тази повишена гъвкавост.

Заключение:

Изследването в Калифорнийския университет в Бъркли произведе гъвкава батерия, съставена от подредени листове метално фолио, без да се използва крехък графенов материал. Този дизайн осигурява повишена енергийна плътност в сравнение с настоящите устройства, като същевременно остава напълно гъвкав. Гъвкавите липо батерии също имат потенциални приложения в електрически автомобили, носими технологии и други области, където повишената гъвкавост е изгодна.