Flexibilná lipo batéria

Tento objav podnietil ďalších výskumníkov k vývoju nových typov flexibilných lítium-iónových batérií, ktoré využívajú neštandardné materiály, ako sú elastické polyméry a organické kvapaliny namiesto horľavých tekutých elektrolytov (látka, ktorá umožňuje iónom cestovať medzi dvoma elektródami). Viaceré spoločnosti vyvinuli produkty založené na na týchto nových materiáloch a tento článok bude skúmať dva typy flexibilných dobíjacích batérií, ktoré sú v súčasnosti dostupné na komerčné použitie.

Prvý typ využíva štandardný elektrolyt, ale s polymérnym kompozitným separátorom namiesto bežného porézneho polyetylénového alebo polypropylénového materiálu. To umožňuje jeho ohýbanie alebo tvarovanie do rôznych foriem bez lámania. Napríklad Samsung nedávno oznámil, že vyvinul takú batériu, ktorá si udrží svoj tvar aj po zložení na polovicu. Tieto batérie sú drahšie ako tradičné, ale môžu vydržať dlhšie, pretože hrubšie elektródy a separátory majú menší vnútorný odpor. Jednou nevýhodou je však ich relatívne nízka hustota energie: Dokážu uchovať len toľko energie ako lítium-iónová batéria podobnej veľkosti a nedajú sa tak rýchlo dobiť.

Tento typ lítium-iónovej batérie sa v súčasnosti používa v nositeľných senzoroch na monitorovanie životných funkcií tela, no dá sa integrovať aj do inteligentného oblečenia. Napríklad Cute Circuit vyrába šaty, ktoré sledujú úrovne znečistenia ovzdušia a upozornia používateľov prostredníctvom LED displeja na zadnej strane, keď sú v bezprostrednej blízkosti nositeľa vysoké úrovne. Použitie tohto druhu flexibilnej batérie by uľahčilo integráciu senzorov priamo do oblečenia bez pridania objemu alebo nepohodlia.

Lítiové batérie sú široko používané v spotrebiteľských produktoch, ako sú mobilné telefóny a notebooky, ale vylepšenia ich schopností (výkon, hmotnosť) môžu viesť k užitočným aplikáciám, ako sú lekárske zariadenia a elektrické autá. Keďže väčšina batérií používa pevné puzdro s elektródami umiestnenými vo vnútri, uskutočnil sa rozsiahly výskum, či by sa dala vyvinúť flexibilná batéria, ktorá by umožňovala rôzne tvary a potenciálne výkonnejšie zariadenia.

V súčasnosti dostupné elektrické vozidlá majú obmedzený dojazd v dôsledku nízkej hustoty energie batérií, ktorá je výsledkom používania pevných krytov. Flexibilné batérie možno nosiť aj na oblečení alebo omotať okolo nepravidelných plôch, čo otvára nové možnosti nositeľnej technológie. Navyše väčšia flexibilita znamená, že batérie možno skladovať v stiesnených priestoroch a prispôsobiť sa neobvyklým tvarom; mohlo by to viesť k batériám s menšou veľkosťou ako majú konvenčné batérie s podobným hodnotením.

Výsledky:

Výskumníci z Kalifornskej univerzity v Berkeley vyvinuli flexibilnú batériu, ktorá používa kovovú fóliu namiesto pevných elektród. Dizajn sľubuje lepší výkon ako súčasné zariadenia, pretože sa skladá z viacerých tenkých listov naskladaných dohromady, čo vedie k vysokej hustote energie a zároveň zostáva úplne flexibilné. Predchádzajúce pokusy s použitím iných materiálov, ako je grafén, zlyhali kvôli krehkosti týchto štruktúr a ich nedostatočnej škálovateľnosti. Nový dizajn kovovej fólie má však podobnú štruktúru ako komerčné lítium-iónové batérie a umožňuje výrobu týchto jednotiek v priemyselnom meradle bez problémov.

Aplikácia:

Flexibilné lipo batérie môžu viesť k zdravotníckym pomôckam, ktoré sa ľahšie nosia na tele, k elektrickým autám s väčším dojazdom, nositeľnej technológii, ktorá neprekáža pri pohybe, a ďalším aplikáciám, ktoré využívajú túto zvýšenú flexibilitu.

záver:

Výskum na Kalifornskej univerzite v Berkeley vyrobil flexibilnú batériu zloženú z naskladaných kovových fólií bez použitia krehkého grafénového materiálu. Tento dizajn poskytuje vyššiu hustotu energie ako súčasné zariadenia, pričom zostáva úplne flexibilný. Flexibilné lipo batérie majú tiež potenciálne využitie v elektrických autách, nositeľnej technológii a iných oblastiach, kde je výhodná zvýšená flexibilita.