Rugalmas lipo akkumulátor

Ez a felfedezés arra késztetett más kutatókat, hogy új típusú, rugalmas Li-ion akkumulátorokat fejlesszenek ki, amelyek nem szabványos anyagokat, például rugalmas polimereket és szerves folyadékokat használnak fel gyúlékony folyékony elektrolitok helyett (az az anyag, amely lehetővé teszi az ionok két elektróda között történő utazását). Több vállalat fejlesztett ki alapú termékeket. ezekről az új anyagokról, és ez a cikk a jelenleg kereskedelmi használatra elérhető kétféle rugalmas újratölthető akkumulátort vizsgálja meg.

Az első típus szabványos elektrolitot használ, de polimer kompozit szeparátorral a szokásos porózus polietilén vagy polipropilén anyag helyett. Ez lehetővé teszi, hogy törés nélkül hajlítsák vagy formázzák különböző formákba. A Samsung például nemrégiben jelentette be, hogy kifejlesztett egy olyan akkumulátort, amely félbehajtva is megőrzi alakját. Ezek az akkumulátorok drágábbak, mint a hagyományosak, de tovább bírják, mert kisebb a belső ellenállásuk a vastagabb elektródák és elválasztók miatt. Az egyik hátrányuk azonban a viszonylag alacsony teljesítménysűrűségük: csak annyi energiát tudnak tárolni, mint egy hasonló méretű Li-ion akkumulátor, és nem tölthetők olyan gyorsan.

Ezt a típusú Li-ion akkumulátort jelenleg a viselhető érzékelőkben használják a test életjeleinek figyelésére, de okos ruházatba is beépíthető. A Cute Circuit például olyan ruhát készít, amely nyomon követi a légszennyezettségi szintet, és a hátulján lévő LED-kijelzőn keresztül figyelmezteti a felhasználókat, ha viselője közvetlen közelében magas a szint. Az ilyen típusú rugalmas akkumulátor használata megkönnyítené az érzékelők közvetlenül a ruhákba való integrálását anélkül, hogy tömeget vagy kényelmetlenséget okozna.

A lítium akkumulátorokat széles körben használják fogyasztói termékekben, például mobiltelefonokban és laptopokban, de képességeik (teljesítmény, súly) fejlesztése előnyös alkalmazásokhoz vezethet, például orvosi eszközökhöz és elektromos autókhoz. Mivel a legtöbb akkumulátor merev burkolatot használ, amelyben az elektródák vannak elhelyezve, kiterjedt kutatások folytak arra vonatkozóan, hogy ki lehet-e fejleszteni olyan rugalmas akkumulátort, amely különböző formájú és potenciálisan erősebb eszközöket tesz lehetővé.

A jelenleg elérhető elektromos járművek korlátozott hatótávolságúak az akkumulátorok alacsony teljesítménysűrűsége miatt, amely a merev burkolatok használatából ered. A flexibilis akkumulátorok ruházaton is viselhetők, vagy szabálytalan felületekre tekerhetők, ami új lehetőségeket nyit meg a hordható technológia előtt. Ezenkívül a nagyobb rugalmasság azt jelenti, hogy az akkumulátorok szűk helyen is tárolhatók, és szokatlan formákhoz igazodhatnak; ez kisebb méretű akkumulátorokat eredményezhet, mint a hasonló besorolású hagyományos akkumulátorok.

Eredmények:

A merev elektródák helyett fémfóliát használó rugalmas akkumulátort fejlesztettek ki a Kaliforniai Egyetem kutatói, Berkeley. A dizájn jobb teljesítményt ígér, mint a jelenlegi készülékek, mivel több, egymásra helyezett vékony lapból áll, ami nagy energiasűrűséget eredményez, miközben teljesen rugalmas marad. Az egyéb anyagok, például a grafén használatával végzett korábbi próbálkozások kudarcot vallottak e struktúrák törékenysége és méretezhetőségük hiánya miatt. Az új fémfólia kialakítás azonban a kereskedelmi lítium-ion akkumulátorokhoz hasonló felépítést követ, és lehetővé teszi ezen egységek ipari méretekben történő nehézségek nélküli gyártását.

Alkalmazások:

A flexibilis lipo akkumulátorok olyan orvosi eszközökhöz vezethetnek, amelyek könnyebben viselhetők a testen, nagyobb hatótávolságú elektromos autókhoz, hordható technológiához, amely nem zavarja a mozgást, és más alkalmazásokhoz, amelyek kihasználják ezt a megnövekedett rugalmasságot.

Következtetés:

A Kaliforniai Berkeley Egyetemen végzett kutatás során olyan rugalmas akkumulátort állítottak elő, amely egymásra rakott fémfólialapokból állt, törékeny grafénanyag nélkül. Ez a kialakítás nagyobb energiasűrűséget biztosít, mint a jelenlegi eszközök, miközben teljesen rugalmas marad. A flexibilis lipo akkumulátorok potenciálisan alkalmazhatók elektromos autókban, hordható technológiában és más olyan területeken is, ahol a fokozott rugalmasság előnyös.