Вчені розробили прозору літій-іонну батарею, яку можна розтягнути на 5000%
Акумулятор створено з матеріалу, який використовується при виготовленні контактних лінз.
Дослідники з ACS Energy Letters створили літій-іонну батарею з компонентами, які повністю розтягуються, включно з шаром електроліту, який може розширюватися на 5000%, і яка зберігає свою ємність зберігання заряду після майже 70 циклів зарядки/розрядки. Про новинку розповіло видання Techplore.
Електроніка, яка згинається і розтягується, потребує батарей з аналогічними властивостями. Більшість дослідників, які намагалися створити такі батареї, робили їх із плетеної провідної тканини або жорстких компонентів, складених, як орігамі. Але для по-справжньому пластичного акумулятора кожна частина — електроди, що збирають заряд, і середній шар електроліту, що врівноважує заряд, — мають бути еластичними.
Наразі по-справжньому еластичні прототипи акумуляторів мають помірну еластичність, складні процеси складання або обмежену ємність зберігання енергії, особливо з плином часу під час багаторазового заряджання та розряджання. Останнє може бути пов'язане зі слабким зв'язком шару електроліту з електродами або нестабільністю рідкого електроліту, який може переміщатися при зміні форми акумулятора.
Замість використання рідини вчені включили електроліт у полімерний шар, сплавлений між двома гнучкими електродними плівками, щоб створити повністю міцну та еластичну батарею. Щоб зробити електроди для повністю еластичного акумулятора, дослідники нанесли на пластину тонку плівку провідної пасти, що містить срібні нанопроволоки, вуглецеву сажу і катодні або анодні матеріали на основі літію. Потім на верхню частину пасти було нанесено шар полідиметилсилоксану, гнучкого матеріалу, який зазвичай використовують у контактних лінзах. Поверх цієї плівки нанесли сіль літію, рідину з високою провідністю, та інгредієнти для створення еластичного полімеру. Під час активації світлом ці компоненти об'єднувалися, утворюючи твердий еластичний шар, здатний розтягуватися до 5000% від своєї початкової довжини і транспортувати іони літію. Нарешті, всю цю конструкцію покрили ще однією електродною плівкою, і весь пристрій герметизували захисним покриттям.
Порівнюючи конструкцію твердотільного еластичного акумулятора з аналогічним пристроєм із традиційним рідким електролітом, нова версія мала приблизно в 6 разів більшу середню зарядну ємність за швидкої швидкості заряджання. Аналогічно, твердотільна батарея зберігала більш стабільну ємність, працюючи протягом 67 циклів заряджання та розряджання. В інших прототипах, виготовлених із твердими електродами, полімерний електроліт зберігав стабільну роботу протягом 1000 циклів, при цьому ємність падала на 1% у перші 30 циклів порівняно з падінням на 16% для рідкого електроліту.
Новий спосіб створення батарей, що повністю розтягуються, може стати багатообіцяючим кроком для розвитку носяться або імплантованих пристроїв, які згинаються і переміщаються разом з тілом.
Раніше ми писали про п'ять портативних акумуляторів ємністю 50 000 мАг з Aliexpress. До рейтингу увійшли потужні повербанки, здатні наситити не тільки дрібну електроніку, а й планшети з ноутбуками.