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韓國研發可穿戴式“蜂窩”鋰離子電池

2020-7-9 12:43:27發布2次查看ip:發布人:

導讀:韓國的科學家已經與石墨烯和碳納米管合作開發了一種可以工作的鋰離子電池,該電池可以拉伸多達50%,而不會損壞任何組件。根據科學家的說法,電池代表了可穿戴或可植入人體電子設備開發的重要一步。
可穿戴設備不僅尺寸很受限制,而且由于需要長期穿戴,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。鋰離子電池體積小、重量輕、容量大,可幫助系統設計工程師滿足尺寸限制,同時提供使消費者滿意的長電池續航時間。其較高工作電壓意味著需要的電芯更少,從而可以進一步減小系統尺寸和提高設計靈活性。
將電子產品以及由此產生或儲存的能量整合到各種設備中是一個快速發展的研究領域,它對電子材料提出了新的的要求,例如,通過設計可用于服裝或其它織物的電池。
韓國科學技術研究院(kist)的科學家在開發此類鋰離子電池時考慮到了此類應用,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,而是致力于創建“手風琴狀”結構,為固有不可拉伸的材料增加了可拉伸性。利用石墨烯和碳納米管,科學家們能夠構建出蜂窩狀的復合框架,然后像手風琴一樣向內壓縮以賦予其可拉伸的性能。
然后,他們將電極與凝膠電解質和可拉伸的包裝材料結合起來,制成了可工作的鋰離子電池。在acs納米上發表的一篇論文中描述了基于可再入式微蜂窩電極和交聯凝膠電解質的可拉伸鋰離子電池的設計,該設計證明了其容量為每平方厘米5.05毫安時,在100次充放電循環后仍能保持95.7%的性能。根據kist的說法,當材料拉伸至50%時,電池在500次拉伸釋放循環后,還表現出了“優越的電化學性能”。
該大學指出,電池中的所有材料在電池中都是活性的,額外的好處是增加了可拉伸性能。在kist領導這項研究的jeong gon son說,他希望這種可拉伸的設計能夠“在可拉伸能量儲能系統方面為可穿戴和可植入式電子設備的進一步發展提供一種新的范例?!?br>
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