Fleksibilna lipo baterija

Ovo otkriće potaklo je druge istraživače da razviju nove vrste fleksibilnih Li-ion baterija koje koriste nestandardne materijale kao što su elastični polimeri i organske tekućine umjesto zapaljivih tekućih elektrolita (tvar koja omogućuje ionima da putuju između dvije elektrode). Više tvrtki razvilo je proizvode na temelju o ovim novim materijalima, a ovaj će članak istražiti dvije vrste fleksibilnih punjivih baterija koje su trenutno dostupne za komercijalnu upotrebu.

Prvi tip koristi standardni elektrolit, ali s polimernim kompozitnim separatorom umjesto uobičajenog poroznog polietilenskog ili polipropilenskog materijala. To omogućuje da se savija ili oblikuje u različite oblike bez lomljenja. Primjerice, Samsung je nedavno najavio da su razvili takvu bateriju koja može zadržati svoj oblik čak i kada je presavijena na pola. Ove baterije su skuplje od tradicionalnih, ali mogu trajati dulje jer je manji unutarnji otpor debljih elektroda i separatora. Međutim, jedan nedostatak je njihova relativno niska gustoća snage: mogu pohraniti samo onoliko energije koliko Li-ion baterija slične veličine i ne mogu se puniti tako brzo.

Ova vrsta Li-ion baterije trenutno se koristi u nosivim senzorima za praćenje vitalnih znakova tijela, ali se također može integrirati u pametnu odjeću. Na primjer, Cute Circuit izrađuje haljinu koja prati razinu onečišćenja zraka i upozorava korisnike putem LED zaslona na leđima kada su visoke razine u neposrednoj blizini korisnika. Korištenje ove vrste fleksibilne baterije olakšalo bi integraciju senzora izravno u odjeću bez dodavanja volumena ili nelagode.

Litijeve baterije naširoko se koriste u potrošačkim proizvodima kao što su mobiteli i prijenosna računala, ali poboljšanja njihovih sposobnosti (snaga, težina) mogu dovesti do korisnih aplikacija kao što su medicinski uređaji i električni automobili. Budući da većina baterija koristi kruto kućište s elektrodama postavljenim unutra, bilo je opsežnih istraživanja o tome može li se razviti fleksibilna baterija koja bi omogućila različite oblike i potencijalno moćnije uređaje.

Trenutno dostupna električna vozila imaju ograničen domet zbog niske gustoće snage baterija koja je rezultat korištenja krutih kućišta. Fleksibilne baterije se također mogu nositi na odjeći ili omotati oko nepravilnih površina, što otvara nove mogućnosti za nosivu tehnologiju. Osim toga, veća fleksibilnost znači da se baterije mogu pohraniti u uskim prostorima i prilagoditi neobičnim oblicima; to bi moglo rezultirati baterijama manje veličine od konvencionalnih baterija sličnog ranga.

Rezultati:

Fleksibilnu bateriju koja koristi metalnu foliju umjesto krutih elektroda razvili su istraživači sa Sveučilišta u Kaliforniji, Berkeley. Dizajn obećava bolje performanse od trenutnih uređaja jer se sastoji od više tankih listova naslaganih zajedno, što rezultira visokom gustoćom energije dok ostaje potpuno fleksibilan. Prethodni pokušaji korištenja drugih materijala kao što je grafen nisu uspjeli zbog krhkosti tih struktura i njihovog nedostatka skalabilnosti. Međutim, novi dizajn metalne folije slijedi sličnu strukturu komercijalnih litij-ionskih baterija i omogućuje proizvodnju ovih jedinica u industrijskoj mjeri bez poteškoća.

Primjena:

Fleksibilne lipo baterije mogu dovesti do medicinskih uređaja koji se lakše nose na tijelu, električnih automobila s većim dometom vožnje, nosive tehnologije koja ne ometa kretanje i drugih aplikacija koje iskorištavaju ovu povećanu fleksibilnost.

Zaključak:

Istraživanje na Kalifornijskom sveučilištu Berkeley proizvelo je fleksibilnu bateriju sastavljenu od naslaganih listova metalne folije bez korištenja krhkog materijala grafena. Ovaj dizajn pruža veću gustoću energije od trenutnih uređaja, a pritom ostaje potpuno fleksibilan. Fleksibilne lipo baterije također imaju potencijalnu primjenu u električnim automobilima, nosivoj tehnologiji i drugim područjima gdje je veća fleksibilnost prednost.