【48812】研讨人员开发出了一种可大幅拉伸的锂离子电池 延展份额高达5000%
时间: 2024-07-21 11:16:39 | 作者: hthcom下载
一种新开发的可拉伸锂离子电池在 70 次循环后仍能坚持高效的充电存储,并可扩展高达 5000%。这一立异投合了可穿戴电子设备对电池日渐增加的需求,保证了灵活性和耐用性。
说到电池,你或许不会想到有弹性的东西。但是,电池需求具有这种可变形的特性才能与柔性电子元件结合,而柔性电子元件在可穿戴健康监测器范畴正日益受到重视。现在,研讨人员在《ACS 动力通讯》(ACS Energy Letters)上报告了一种彻底可弹性的锂离子电池,包含一个可弹性 5000% 的电解质层,并且在近 70 次充放电循环后仍能坚持其充电存储容量。
可以曲折和扩展的电子设备需求具有相似特性的电池。大多数测验制作这种电池的研讨人员都是用织造导电织物或相似折纸的刚性部件折叠成可弹性的形状来制作这种电池的。但要制作出真实具有延展性的电池,每个部件--搜集电荷的电极和电荷平衡的中心电解质层--都必定要有弹性。
迄今为止,真实的拉伸电池原型具有适度的弹性、杂乱的拼装进程或有限的储能才能,尤其是在重复充电和放电的情况下。后者或许是因为电解质层和电极之间的衔接较弱,或者是因为流体电解质的不安稳性,当电池改动形状时,电解质会四处移动。因而,赖文勇及其搭档期望将电解质融入融合在两层柔性电极薄膜之间的聚合物层中,而不是运用液体,然后制作出一种彻底固态的拉伸电池。
为了制作全弹性电池的电极,研讨小组在一块平板上涂抹了一层含有银纳米线、炭黑和锂基阴极或阳极资料的导电膏薄膜。然后在浆糊的顶部涂上一层聚二甲基硅氧烷,这是一种常用于隐形眼镜的柔性资料。在这层薄膜上,研讨人员直接添加了锂盐、高导电性液体以及制作弹性聚合物的成分。
在光的效果下,这些成分结合在一起,形成了一个巩固的橡胶层,可以拉伸到本来长度的 5000%,并能传输锂离子。最终,在堆叠层上再掩盖一层电极薄膜,整个设备就密封在保护层中了。
将固态拉伸电池规划与选用传统液态电解质的相似设备作比较,新版本在快充时的均匀充电容量高出约六倍。相同,固态电池在 67 次充电和放电循环中也能坚持更安稳的容量。在其他运用固体电极的原型电池中,聚合物电解质在 1000 个循环周期中坚持安稳运转,在前 30 个循环周期中容量下降了 1%,而液态电解质下降了 16%。
尽管还有待改善,但这种制作彻底可拉伸固体电池的新方法,关于可随身体曲折和移动的可穿戴或植入式设备来说,或许是一次充满期望的前进。