质地像牙膏的软电池面世,未来电子设备设计或迎革新
4 月 15 日音讯,从手机到智能手表和笔记本电脑,咱们的日子被各种电池驱动的设备所围住。现在,电池通常是电子设备中坚固且体积较大的部件,但假如它们能够变得可塑、柔软,乃至能够打印出来,那将怎么改动咱们的日子?
瑞典的研讨人员将这一想象付诸实践,开发出了一种可塑形的流体电池。4 月 11 日,《科学》杂志宣布的一项研讨具体介绍了这种电池。该电池运用液态方法的电极(电池中的要害导电资料)。这种立异的柔软结构为未来电池驱动技能的规划拓荒了新的路途。
“电池是一切电子设备中最大的部件。现在它们是固体且适当粗笨的。但有了柔软且可贴合的电池,就不存在规划约束了。它能够以一种彻底不同的方法集成到电子产品中,并习惯用户的需求。”该研讨的一起作者、林雪平大学有机电子实验室软电子研讨小组的研讨负责人艾曼・拉赫曼努丁(Aiman Rahmanudin)在大学声明中表明,“这种电池的质地有点像牙膏,这种资料乃至能够用在 3D 打印机中,依照你的志愿刻画电池。”。
以往测验制作柔软、可拉伸的电池,要么依赖于滑动衔接等机械特性,要么需求运用对环境有害的稀有资料来加工。而拉赫曼努丁及其搭档取得成功的要害在于将电极转化为液态方法。
要了解这一效果的重要性,咱们需求了解电池的作业原理。简略来说,电化学电池由两种不同的金属或电极组成:阳极和阴极。化学反应导致电子从阳极流向阴极,这个进程便是咱们所说的电流,它在移动进程中能够做功,比方点亮灯泡或驱动设备。一般来说,电池越大,其电容量越大,但电极也会更厚,因而也更硬。
“咱们是第一个证明容量与刚性无关的人。”拉赫曼努丁说。
据了解,此前开发流体电极的测验依赖于有时会固化的液态金属。为了绕过这些问题,研讨团队运用了能够导电的塑料 —— 共轭聚合物以及造纸进程中发生的废料木质素。成果表明,这种电池即便被拉伸到本来长度的两倍,也能够充电超越 500 次。
此外,“因为电池中的资料是共轭聚合物和木质素,这些原资料非常丰富。经过将木质素这种副产品从头利用为高价值产品,比方电池资料,咱们为更循环的经济方式做出了奉献。因而,这是一种可继续的代替计划。”该研讨的首要作者、林雪平大学有机电子实验室的博士后研讨员莫森・穆罕默迪(Mohsen Mohammadi)表明。展望未来,研讨团队期望进步电池的电压。
“咱们现已证明了这个概念是可行的,但功能还需求改善。现在的电压是 0.9 伏。”拉赫曼努丁解释道。相比之下,规范的 AA 电池电压在 1.2 伏到 1.5 伏之间,而大多数智能手机的运转电压在 3.7 伏到 4.2 伏之间。“所以现在咱们将研讨运用其他化学物质来进步电压。”。
经过打破传统电池的固有方式,这项研讨为电池驱动设备的规划敞开了全新的可能性。
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