據(jù)深聯(lián)電路FPC廠了解,韓國的一個(gè)研究小組開發(fā)出了一種柔軟、可伸縮、可機(jī)械變形的鋰電池。
該電池可用于可穿戴設(shè)備的開發(fā),研究人員還通過在衣服表面打印電池來分析這種可能性。
該項(xiàng)目由韓國科學(xué)技術(shù)研究院(KIST)軟混合材料研究中心的Jeong Gon Son 博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組進(jìn)行,他們開發(fā)的鋰電池的所有材料,包括陽極、陰極、集電器、電解質(zhì)和密封劑,都是可拉伸和可印刷的。該團(tuán)隊(duì)開發(fā)的鋰電池具有高容量和適合機(jī)械變形的自由形態(tài)特性。
由于對(duì)高性能可穿戴設(shè)備(例如智能手環(huán)、起搏器等植入式電子設(shè)備以及用于現(xiàn)實(shí)虛擬世界的軟可穿戴設(shè)備)的需求快速增長(zhǎng),因此開發(fā)出一種柔軟且可拉伸的電池,如人體皮膚和器官一直引起科學(xué)家們的興趣。
傳統(tǒng)電池的硬無機(jī)電極構(gòu)成了電池的大部分體積,因此難以拉伸。其他組件,例如用于提取和轉(zhuǎn)移電荷的隔膜和集電器,也必須具有可拉伸性,并且還必須解決液體電解質(zhì)泄漏問題。
為了提高延展性,研究小組避免使用其他研究中已經(jīng)做過的材料,這些材料對(duì)于儲(chǔ)能來說是不必要的,比如橡膠。
然后,在現(xiàn)有粘合劑材料的基礎(chǔ)上,開發(fā)并應(yīng)用了一種新型的柔軟、可拉伸的有機(jī)凝膠材料。這種材料將活性電極材料牢固地固定在適當(dāng)?shù)奈恢貌⒋龠M(jìn)離子的轉(zhuǎn)移。
據(jù)深聯(lián)電路FPC廠了解,他們使用了具有優(yōu)異的拉伸性和阻氣性的材料制造導(dǎo)電油墨。這種材料將作為一個(gè)電流集電極,傳遞電子和封裝劑,即使在高電壓和幾種變形狀態(tài)下也能穩(wěn)定工作,而不會(huì)因電解質(zhì)吸收而膨脹。
據(jù)深聯(lián)電路FPC廠了解,該團(tuán)隊(duì)的可拉伸鋰離子電池的所有組成部件都具有機(jī)械穩(wěn)定性,即使在電池反復(fù)拉動(dòng)1000次或更多次后仍能保持其性能,50%或以上的高拉伸性,以及在空氣中的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
而且在3.3 V或以上的驅(qū)動(dòng)電壓下,其儲(chǔ)能密度(約2.8 mWh/cm2)與市面上的硬鋰離子電池相當(dāng)。
此外,研究團(tuán)隊(duì)還將他們開發(fā)的電極和集電器材料直接打印在氨綸制成的暖臂兩側(cè),并在材料上涂上可拉伸的密封劑,展示了直接在服裝上打印可拉伸的高壓有機(jī)電池的能力。
使用由此產(chǎn)生的電池,研究團(tuán)隊(duì)能夠持續(xù)為智能手表供電,即使它在戴上、取下或拉伸時(shí)也是如此。
KIST的Son博士表示,他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開發(fā)出一種可拉伸的鋰離子電池技術(shù),該技術(shù)既可以通過電池的自由形式配置來提供結(jié)構(gòu)自由度,也可以將其打印在織物等材料上,并且可以提供材料自由度。
能夠使用現(xiàn)有的鋰離子電池材料,此外還具有可實(shí)現(xiàn)高能量密度和機(jī)械變形的拉伸穩(wěn)定性。該產(chǎn)品有望應(yīng)用于各種可穿戴或可貼身設(shè)備的開發(fā)。