Fleksibelt lipo-batteri

Denne oppdagelsen fikk andre forskere til å utvikle nye typer fleksible Li-ion-batterier som bruker ikke-standardiserte materialer som elastiske polymerer og organiske væsker i stedet for brennbare flytende elektrolytter (stoffet som lar ioner bevege seg mellom to elektroder). Flere selskaper har utviklet produkter baserte på disse nye materialene, og denne artikkelen vil utforske de to typene fleksible oppladbare batterier som for tiden er tilgjengelige for kommersiell bruk.

Den første typen bruker en standard elektrolytt, men med en polymerkomposittseparator i stedet for det vanlige porøse polyetylen- eller polypropylenmaterialet. Dette gjør at den kan bøyes eller formes til forskjellige former uten å sprekke. For eksempel kunngjorde Samsung nylig at de har utviklet et slikt batteri som kan opprettholde formen selv når den er brettet i to. Disse batteriene er dyrere enn tradisjonelle, men kan vare lenger fordi det er mindre intern motstand fra tykkere elektroder og separatorer. En ulempe er imidlertid deres relativt lave strømtetthet: De kan bare lagre like mye energi som et tilsvarende størrelse Li-ion-batteri og kan ikke lades opp så raskt.

Denne typen Li-ion-batterier brukes i dag i Wearable Sensors for å overvåke kroppens vitale tegn, men den kan også integreres i smarte klær. For eksempel lager Cute Circuit en kjole som sporer luftforurensningsnivåer og varsler brukere gjennom en LED-skjerm på baksiden når det er høye nivåer i brukerens umiddelbare nærhet. Å bruke denne typen fleksible batterier vil gjøre det lettere å integrere sensorer direkte i klær uten å legge til bulk eller ubehag.

Litiumbatterier er mye brukt i forbrukerprodukter som mobiltelefoner og bærbare datamaskiner, men forbedringer av dens evner (kraft, vekt) kan føre til fordelaktige applikasjoner som medisinsk utstyr og elektriske biler. Siden de fleste batterier bruker et stivt kabinett med elektrodene plassert inne, har det vært omfattende forskning på om et fleksibelt batteri kan utvikles som vil tillate forskjellige former og potensielt kraftigere enheter.

For tiden tilgjengelige elektriske kjøretøyer har begrenset rekkevidde på grunn av den lave strømtettheten til batterier som er et resultat av bruk av stive kabinetter. Fleksible batterier kan også brukes på klær eller vikles rundt uregelmessige overflater, noe som åpner for nye muligheter for bærbar teknologi. I tillegg betyr større fleksibilitet at batterier kan oppbevares på trange steder og tilpasses uvanlige former; dette kan resultere i batterier med en mindre størrelse enn tilsvarende klassifiserte konvensjonelle.

resultater:

Et fleksibelt batteri som bruker metallfolie i stedet for stive elektroder er utviklet av forskere ved University of California, Berkeley. Designet lover bedre ytelse enn nåværende enheter fordi det er sammensatt av flere tynne ark stablet sammen, noe som resulterer i høy energitetthet samtidig som den forblir fullstendig fleksibel. Tidligere forsøk på å bruke andre materialer som grafen mislyktes på grunn av skjørheten til disse strukturene og deres mangel på skalerbarhet. Imidlertid følger den nye metallfoliedesignen en lignende struktur som kommersielle litiumionbatterier og gjør at disse enhetene kan produseres i industriell skala uten problemer.

Bruksområder:

Fleksible lipo-batterier kan føre til medisinsk utstyr som lettere bæres på kroppen, elbiler med større rekkevidde, bærbar teknologi som ikke forstyrrer bevegelsen og andre applikasjoner som drar nytte av denne økte fleksibiliteten.

Konklusjon:

Forskningen ved University of California Berkeley produserte et fleksibelt batteri sammensatt av stablede metallfolieark uten å bruke skjørt grafenmateriale. Denne designen gir økt energitetthet enn nåværende enheter, samtidig som den forblir fullstendig fleksibel. Fleksible lipo-batterier har også potensielle bruksområder i elbiler, bærbar teknologi og andre områder hvor økt fleksibilitet er fordelaktig.