В растяжимом литий-ионном аккумуляторе реализованы расширенные функции безопасности, улучшенная производительность и исключительная гибкость для широкого спектра инновационных применений
Удивительно наблюдать за стремительным развитием технологий. Эксперты уже представляют себе будущее прямо из научной фантастики, где наша одежда станет умной, интерактивной и способной генерировать энергию. Ожидается, что электроника следующего поколения будет обладать растяжимыми свойствами, что сделает ее пригодной для широкого спектра применений, от носимых устройств до имплантируемых биосенсоров.
Ученые разработали полностью растягиваемые батареи, обеспечивающие надежную работу даже при растяжении, изгибе и скручивании.
Но, несмотря на прогресс, достигнутый в разработке гибких накопителей энергии, остается несколько проблем, связанных с использованием всего потенциала растягиваемых литий-ионных аккумуляторов. Традиционные батареи обычно жесткие, что ограничивает функциональность различных объектов. Кроме того, в них используются жидкие электролиты, что вызывает опасения по поводу безопасности.
Группа ученых из Хьюстонского университета создала и продемонстрировала функциональный прототип литий-ионной батареи, полностью изготовленной из эластичной ткани. Исследователи добились этого, используя проводящую серебряную ткань в качестве основы и токосъемника.
По словам Халеха Ардебили, ведущего автора статьи, тканая серебряная ткань оказалась идеальным выбором из-за ее способности деформироваться или растягиваться, сохраняя пути электропроводности, необходимые для эффективной работы электрода батареи. Электрод должен способствовать движению, как электронов, так и ионов.
Растяжимая батарея на тканевой основе с твердым полимерным электролитом предлагает несколько существенных преимуществ по сравнению с традиционными батареями на жидкой основе. Одним из его ключевых преимуществ является повышенная безопасность и совместимость с носимыми технологиями. Это особенно важно для текстильных носимых устройств, предназначенных для ношения в непосредственной близости от кожи или других органов, поскольку использование аккумуляторов на жидкой основе может представлять опасность в таких сценариях.
Исследователи провели тесты и продемонстрировали, что их батарея на тканевой основе может выдерживать нагрузку до 15% без заметного увеличения внутреннего импеданса (комплексное электрическое сопротивление).
Ардебили заявил: «Несмотря на то, что мы разработали прототип, мы по-прежнему сосредоточены на совершенствовании конструкции батареи, материалов и процессов производства».
Ожидается, что прототип растягиваемой батареи на тканевой основе откроет двери для различных применений. К ним относятся умные скафандры, носимая бытовая электроника, следящая за здоровьем, и устройства, взаимодействующие с людьми на разных уровнях. Несмотря на то, что существует множество конструкций и потенциальных применений безопасных, легких, гибких и эластичных батарей, еще предстоит проделать определенную работу, прежде чем они появятся на рынке.
Ардебили заявил, что коммерческая жизнеспособность зависит от нескольких факторов, таких как расширение производственных мощностей, стоимость и другие факторы. Команда активно стремится оптимизировать и улучшить свою растяжимую батарею, не забывая при этом об этих целях, пишет techexplorist.
Источник
