纱线电池可以为智能衣服和可穿戴设备供电

纱线电池

香港的研究人员创建了一个纱线形状的可充电锌离子电池,在拉伸,弯曲,切割或用水洗涤时产生动力。研究人员认为,这种新电池可以编织成装满传感器的智能服装,并将其集成到商业生产的纺织品中,以将电子设备,可穿戴式显示器和医疗植入物集成。

纱线现在是一组柔性产生和存储设备的成员产生力量。

以前,科学家试图使灵活锌 - 曼加尼亚碱性电池由于其成本低,容量和安全性,但这些电池的容量低,无法充电。但是,这些新的锌离子电池可充电并表现更好。

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香港城市大学的Chunyi Zhi和他的团队通过将碳纳米管纤维扭动成纱线,从而创造了类似纱线的可充电锌电池。一块纱线涂有锌,用作阳极,另一纱涂有二氧化锰涂层以作为阴极进行。接下来,他们将两条纱线缠绕在弹性纤维上,并用定期使用的吸水凝胶将其浸泡,然后用弹性有机硅和驱虫剂包裹该设备。

纱线电池的能量密度为每立方厘米53.8毫米,比商用薄膜锂离子电池高几乎高3倍。500个充电周期后,它仍然可以保留其容量的98%以上。

纱线电池
插图显示了纱Zib(美国化学学会)的制造和封装

Zhi说:“与传统的锂离子电池相比,遇到了内在安全性和成本问题,这种纱线电池在各种严重的条件下都可以很好地工作。”

当扭曲,打结,弯曲并伸展长3倍时,它保留了其原始容量的95%。而且,它在水中浸泡了12小时后能够保留其原始容量的96%以上。

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为了确认纱线电池的强度,研究人员使用电池制作了1米长的纱线,然后将其切成8件,并证明每件件都可以为手表供电。为了进一步证明其功效,研究人员将小块编织成电池纺织品,并表明他们可以为脉冲显示器,10 cm x 10 cm 10 cm的柔性电致发光面板和100个LED带。

Zhi表示,该团队现在正试图将他们的新纱线电池融入商业面料中,并为电池开发大型制造方法。

他总结说:“我们还计划开发其他类型的纱线电池,具有更多功能,例如自我修复能力或与太阳能电池组件结合使用时的自我充电能力。”

该研究的发现发表在杂志上ACS纳米

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