Flexibilní lipo baterie

Tento objev podnítil další výzkumníky k vývoji nových typů flexibilních Li-ion baterií, které využívají nestandardní materiály, jako jsou elastické polymery a organické kapaliny místo hořlavých kapalných elektrolytů (látka, která umožňuje iontům cestovat mezi dvěma elektrodami). Několik společností vyvinulo produkty založené na na těchto nových materiálech a tento článek prozkoumá dva typy flexibilních dobíjecích baterií, které jsou v současnosti dostupné pro komerční použití.

První typ využívá standardní elektrolyt, ale s polymerním kompozitním separátorem namísto obvyklého porézního polyethylenového nebo polypropylenového materiálu. To umožňuje jeho ohýbání nebo tvarování do různých forem bez lámání. Například společnost Samsung nedávno oznámila, že vyvinula takovou baterii, která si udrží svůj tvar, i když je složená napůl. Tyto baterie jsou dražší než tradiční, ale mohou vydržet déle, protože silnější elektrody a separátory mají menší vnitřní odpor. Jednou nevýhodou je však jejich relativně nízká hustota energie: Dokážou uložit pouze tolik energie jako podobně velká Li-ion baterie a nelze je tak rychle dobíjet.

Tento typ Li-ion baterie se v současnosti používá v nositelných senzorech pro sledování životních funkcí těla, ale lze jej integrovat i do chytrého oblečení. Cute Circuit například vyrábí šaty, které sledují úrovně znečištění ovzduší a upozorní uživatele prostřednictvím LED displeje na zadní straně, když je v bezprostřední blízkosti nositele vysoká úroveň znečištění. Použití tohoto druhu flexibilní baterie by usnadnilo integraci senzorů přímo do oblečení bez zvýšení objemu nebo nepohodlí.

Lithiové baterie jsou široce používány ve spotřebitelských produktech, jako jsou mobilní telefony a notebooky, ale vylepšení jejich schopností (výkon, hmotnost) může vést k prospěšným aplikacím, jako jsou lékařská zařízení a elektrická auta. Protože většina baterií používá pevné pouzdro s elektrodami umístěnými uvnitř, proběhl rozsáhlý výzkum, zda by bylo možné vyvinout flexibilní baterii, která by umožňovala různé tvary a potenciálně výkonnější zařízení.

V současnosti dostupná elektrická vozidla mají omezený dojezd kvůli nízké hustotě energie baterií, která je důsledkem použití pevných krytů. Flexibilní baterie lze nosit i na oděvu nebo je omotat kolem nepravidelných povrchů, což otevírá nové možnosti nositelným technologiím. Větší flexibilita navíc znamená, že baterie lze skladovat ve stísněných prostorách a přizpůsobit se neobvyklým tvarům; to by mohlo vést k bateriím s menší velikostí než konvenční baterie s podobným hodnocením.

výsledky:

Ohebnou baterii, která místo pevných elektrod používá kovovou fólii, vyvinuli vědci z Kalifornské univerzity v Berkeley. Design slibuje lepší výkon než současná zařízení, protože se skládá z několika tenkých plátů naskládaných dohromady, což má za následek vysokou hustotu energie a zároveň zůstává zcela flexibilní. Předchozí pokusy s použitím jiných materiálů, jako je grafen, selhaly kvůli křehkosti těchto struktur a jejich nedostatečné škálovatelnosti. Nový design kovové fólie má však podobnou strukturu jako komerční lithium-iontové baterie a umožňuje výrobu těchto jednotek v průmyslovém měřítku bez problémů.

Aplikace:

Flexibilní lipo baterie mohou vést k lékařským zařízením, která se snáze nosí na těle, elektromobilům s větším dojezdem, nositelným technologiím, které neruší pohyb, a dalším aplikacím, které využívají této zvýšené flexibility.

Závěr:

Výzkum na University of California Berkeley vyrobil flexibilní baterii složenou z naskládaných plechů z kovové fólie bez použití křehkého grafenového materiálu. Tento design poskytuje zvýšenou hustotu energie než současná zařízení a přitom zůstává zcela flexibilní. Flexibilní lipo baterie mají také potenciální uplatnění v elektromobilech, nositelných technologiích a dalších oblastech, kde je výhodná zvýšená flexibilita.