鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:381次 | 2022年12月29日
韓國研發(fā)可穿戴式"蜂窩"鋰電池
導(dǎo)讀:韓國的科學(xué)家已經(jīng)和石墨烯和碳納米管合作開發(fā)了一種可以工作的鋰電池,該電池可以拉伸多達(dá)50%,而不會損壞任何組件。根據(jù)科學(xué)家的說法,電池代表了可穿戴或可植入人體電子設(shè)備開發(fā)的重要一步。
可穿戴設(shè)備不僅尺寸很受限制,而且由于要長期穿戴,舒適性也很重要,因此它們還必須非常輕,所以電池就必須盡可能小。鋰電池體積小、重量輕、容量大,可幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師滿足尺寸限制,同時(shí)供應(yīng)使消費(fèi)者滿意的長電池續(xù)航時(shí)間。其較高工作電壓意味著要的電芯更少,從而可以進(jìn)一步減小系統(tǒng)尺寸和提高設(shè)計(jì)靈活性。
將電子產(chǎn)品以及由此出現(xiàn)或儲存的能量整合到各種設(shè)備中是一個(gè)快速發(fā)展的研究領(lǐng)域,它對電子材料提出了新的的要求,例如,通過設(shè)計(jì)可用于服裝或其它織物的電池。
韓國科學(xué)技術(shù)研究院(KIST)的科學(xué)家在開發(fā)此類鋰電池時(shí)考慮到了此類應(yīng)用,其組件可拉伸至多50%,而不會影響安全性或性能。
該小組沒有試圖在電池組件中添加橡膠等固有可拉伸材料,而是致力于創(chuàng)建手風(fēng)琴狀結(jié)構(gòu),為固有不可拉伸的材料新增了可拉伸性。利用石墨烯和碳納米管,科學(xué)家們能夠構(gòu)建出蜂窩狀的復(fù)合框架,然后像手風(fēng)琴相同向內(nèi)壓縮以賦予其可拉伸的性能。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
然后,他們將電極和凝膠電解質(zhì)和可拉伸的包裝材料結(jié)合起來,制成了可工作的鋰電池。在ACS納米上發(fā)表的一篇論文中描述了基于可再入式微蜂窩電極和交聯(lián)凝膠電解質(zhì)的可拉伸鋰電池的設(shè)計(jì),該設(shè)計(jì)證明了其容量為每平方厘米5.05毫安時(shí),在100次充放電循環(huán)后仍能保持95.7%的性能。根據(jù)KIST的說法,當(dāng)材料拉伸至50%時(shí),電池在500次拉伸釋放循環(huán)后,還表現(xiàn)出了優(yōu)越的電化學(xué)性能。
該大學(xué)指出,電池中的所有材料在電池中都是活性的,額外的好處是新增了可拉伸性能。在KIST領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的JeongGonSon說,他希望這種可拉伸的設(shè)計(jì)能夠在可拉伸能量儲能系統(tǒng)方面為可穿戴和可植入式電子設(shè)備的進(jìn)一步發(fā)展供應(yīng)一種新的范例。