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哥大研發(fā)一款柔性鋰離子電池 在未來可穿戴設(shè)備應(yīng)用前景廣闊

鉅大LARGE  |  點擊量:1244次  |  2020年04月27日  

近年來,隨著可穿戴設(shè)備的快速發(fā)展,對可彎曲的柔性電池的需求也快速新增,各種柔性電池的設(shè)計也是層出不窮,但是大多數(shù)柔性電池的設(shè)計都會導(dǎo)致鋰離子電池的能量密度的大幅降低,影響可穿戴設(shè)備的續(xù)航時間。為了解決這一問題,哥倫比亞大學(xué)研究人員受到生物脊骨結(jié)構(gòu)的啟發(fā),研發(fā)了一款柔性鋰離子電池,在保證良好的柔性的同時,還保持了高體積能量密度的優(yōu)勢。下面就隨電源管理小編一起來了解一下相關(guān)內(nèi)容吧。


據(jù)悉,柔性電池的基本結(jié)構(gòu)可以分為一個主干,以及與主干相連的分支組成,這些分枝會圍繞著主干進行卷繞,最終形成類似動物脊椎骨的結(jié)構(gòu),由主干與外電路連接。這樣的結(jié)構(gòu)不僅保證了電池具有良好的柔性,還極大的提高柔性電池的能量密度,在采用LiCoO2/石墨作為活性物質(zhì)時,該結(jié)構(gòu)的電池體積比能量可達242Wh/L。


柔性電池在整個壽命周期內(nèi),可能會經(jīng)歷數(shù)千次的彎曲和扭轉(zhuǎn),因此研究人員采用機械結(jié)構(gòu)對該結(jié)構(gòu)的柔性電池在機械載荷下的穩(wěn)定性進行了評估。即便是在電池彎曲半徑達到20mm的情況下,電池仍然能夠進行穩(wěn)定的充放電,容量僅出現(xiàn)了輕微的降低,這表明大部分活性物質(zhì)在彎曲的過程中都能夠保持與集流體的接觸,沒有出現(xiàn)明顯的活性物質(zhì)脫落。


哥倫比亞大學(xué)研究人員的這一設(shè)計充分借鑒了動物脊柱的特點,結(jié)合鋰離子電池的結(jié)構(gòu)特點,通過仿生結(jié)構(gòu)極大的減小了彎曲和扭轉(zhuǎn)等變形關(guān)于集流體和活性物質(zhì)造成的破壞,在保證電池的柔性的同時,還極大的提高了柔性電池的能量密度,提高了實用性,該柔性鋰離子電池在未來的可穿戴設(shè)備,特別是智能手表等方面有廣闊的應(yīng)用前景。


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