Elastīgs lipo akumulators

Šis atklājums mudināja citus pētniekus izstrādāt jaunus elastīgu litija jonu akumulatoru veidus, kuros izmanto nestandarta materiālus, piemēram, elastīgus polimērus un organiskos šķidrumus, nevis uzliesmojošus šķidros elektrolītus (viela, kas ļauj joniem pārvietoties starp diviem elektrodiem). Vairāki uzņēmumi ir izstrādājuši produktus, kuru pamatā ir par šiem jaunajiem materiāliem, un šajā rakstā tiks pētīti divu veidu elastīgās uzlādējamās baterijas, kas pašlaik ir pieejamas komerciālai lietošanai.

Pirmajā tipā tiek izmantots standarta elektrolīts, bet ar polimēru kompozītmateriālu separatoru parastā porainā polietilēna vai polipropilēna materiāla vietā. Tas ļauj to saliekt vai veidot dažādās formās, nesalaužot. Piemēram, Samsung nesen paziņoja, ka ir izstrādājuši šādu akumulatoru, kas spēj saglabāt savu formu pat tad, ja tas ir salokts uz pusēm. Šīs baterijas ir dārgākas nekā tradicionālās, taču tās var darboties ilgāk, jo biezākiem elektrodiem un separatoriem ir mazāka iekšējā pretestība. Tomēr viens trūkums ir to salīdzinoši zemais jaudas blīvums: tie var uzglabāt tikai tik daudz enerģijas, cik līdzīga izmēra litija jonu akumulators, un tos nevar tik ātri uzlādēt.

Šāda veida litija jonu akumulators pašlaik tiek izmantots Wearable Sensors, lai uzraudzītu ķermeņa dzīvības pazīmes, taču to var integrēt arī viedajā apģērbā. Piemēram, Cute Circuit ražo kleitu, kas izseko gaisa piesārņojuma līmeni un brīdina lietotājus, izmantojot LED displeju aizmugurē, ja lietotāja tiešā tuvumā ir augsts līmenis. Izmantojot šāda veida elastīgu akumulatoru, būtu vieglāk integrēt sensorus tieši drēbēs, nepalielinot apjomu vai diskomfortu.

Litija baterijas plaši izmanto patēriņa produktos, piemēram, mobilajos tālruņos un klēpjdatoros, taču to spēju (jaudas, svara) uzlabojumi var radīt izdevīgus lietojumus, piemēram, medicīnas ierīces un elektromobiļus. Tā kā lielākajā daļā bateriju tiek izmantots stingrs korpuss ar elektrodiem, kas ievietoti iekšpusē, ir veikti plaši pētījumi par to, vai varētu izstrādāt elastīgu akumulatoru, kas ļautu izmantot dažādas formas un potenciāli jaudīgākas ierīces.

Pašlaik pieejamiem elektriskajiem transportlīdzekļiem ir ierobežots darbības rādiuss, jo akumulatoru jaudas blīvums ir zems, izmantojot stingrus korpusus. Elastīgās baterijas var nēsāt arī uz apģērba vai aptīt ap neregulārām virsmām, kas paver jaunas iespējas valkājamām tehnoloģijām. Turklāt lielāka elastība nozīmē, ka baterijas var uzglabāt šaurās vietās un pielāgoties neparastām formām; tas var radīt mazāka izmēra akumulatorus nekā līdzīgi novērtētajām parastajām.

rezultāti:

Kalifornijas universitātes Bērklijā pētnieki ir izstrādājuši elastīgu akumulatoru, kurā stingru elektrodu vietā izmantota metāla folija. Dizains sola labāku veiktspēju nekā pašreizējās ierīces, jo tas sastāv no vairākām plānām loksnēm, kas ir sakrautas kopā, kas nodrošina augstu enerģijas blīvumu, vienlaikus saglabājot pilnīgu elastību. Iepriekšējie mēģinājumi izmantot citus materiālus, piemēram, grafēnu, neizdevās šo struktūru trausluma un to mērogojamības trūkuma dēļ. Tomēr jaunais metāla folijas dizains atbilst komerciālām litija jonu baterijām līdzīgai struktūrai un ļauj bez grūtībām ražot šīs vienības rūpnieciskā mērogā.

Pieteikumi:

Elastīgi lipo akumulatori var radīt medicīniskās ierīces, kuras ir vieglāk nēsāt uz ķermeņa, elektriskos automobiļus ar lielāku braukšanas diapazonu, valkājamas tehnoloģijas, kas netraucē kustībām, un citas lietojumprogrammas, kas izmanto šo palielināto elastību.

Secinājums:

Kalifornijas Bērklija universitātes pētījumā tika iegūts elastīgs akumulators, kas sastāv no sakrautām metāla folijas loksnēm, neizmantojot trauslu grafēna materiālu. Šis dizains nodrošina lielāku enerģijas blīvumu nekā pašreizējās ierīces, vienlaikus saglabājot pilnīgu elastību. Elastīgiem lipo akumulatoriem ir arī potenciāls pielietojums elektriskajos automobiļos, valkājamās tehnoloģijās un citās jomās, kurās ir izdevīga palielināta elastība.