随着可穿戴设备的日益普及,制造商们正专注于生产屏幕可以折叠或卷起来的电脑或智能手机。但与可折叠显示器不同的是,目前还没有可折叠电池。现在,瑞士ETH Zürich技术大学的研究人员开发了一种新的“可拉伸电池”。
由苏黎世联邦理工学院多功能材料教授Markus Niederberger领导的研究小组开发了一种柔性薄膜电池的原型,这种电池可以弯曲、拉伸甚至扭曲,而不会中断电源供应。
阅读更多理大研发可穿戴柔性高能纺织锂电池
研究人员跟随传统电池的脚步,通过将半刚性的阳极、阴极和电解质层堆叠在一起,然后将三明治包裹在刚性容器中,分层制造出柔性电池。但是,尼德伯格在一份新闻声明中说,这是第一次电池的所有组件都只使用柔性材料。他说:“到目前为止,还没有人像我们这样系统地专门使用柔性部件来制造锂离子电池。”
电池的阳极和阴极由可弯曲的聚合物复合材料组成,其中含有导电碳,也用作外壳。在复合材料的内表面涂上一层薄薄的微细银片。由于薄片像屋顶瓦片一样重叠,当弹性体拉伸时,它们不会失去彼此的接触。这保证了电流收集器的导电性,即使它经历了广泛的拉伸。据报道,如果银薄片确实彼此失去接触,电流仍然可以流过含碳复合材料,尽管电流更弱ETH的Peter Ruegg.
然后,研究人员将预先确定的银层区域掩盖起来,并将阳极和阴极粉末喷洒到精确确定的银层区域上。阴极由锂锰氧化物组成,阳极由钒氧化物组成。
在最后一步中,阳极和阴极用特殊的电解质凝胶相互堆叠。与目前可用的锂离子电池中的电解质暴露在空气中时会自燃不同,这种新设计在暴露在空气中时不会有危险,这要归功于锂盐和水基成分。
这种电解质的特殊之处在于它的不易燃和无毒特性。与目前锂离子电池中的电解质暴露在空气中时会自燃不同,由于锂盐和水基成分,这种新设计在暴露在空气中时不会发生任何事情。这使得可穿戴设备更安全,特别是当涉及高度易燃的服装时。
尼德伯格强调,这种凝胶比商业电解质更环保。