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科學(xué)家研究出新電池

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:344次  |  2022年10月19日  

科技的進(jìn)步將我們身上穿戴的眼鏡、手表、項(xiàng)鏈等物品的名字前加上了“智能”二字,就連以前用來打電話發(fā)短信的手機(jī)也變成了智能手機(jī)。智能設(shè)備確實(shí)功能更加齊全,不過智能化就更加便利了嗎?別的不清楚,至少在充電這點(diǎn)不是。


現(xiàn)在主流的鋰電池續(xù)航能力也只有幾天,而且穿戴設(shè)備一般體積較小,鋰電池的能量密度決定它的體積占比小不了。核電池雖然能量密度大,但是談“核”色變。那如何解決現(xiàn)在的智能穿戴設(shè)備的電池問題?鋰電池的下一代是什么?就有科學(xué)家提出“可打印柔性電池”的概念。


可打印柔性電池?


現(xiàn)在柔性電池并不是科學(xué)家們解決設(shè)備供電問題的概念了,加州大學(xué)研究人員已經(jīng)將它造出,使用3D打印機(jī)生產(chǎn)出了極其微小的鋅電池顆粒。當(dāng)然也有很多種材料,研究領(lǐng)域碳纖維和石墨烯比較受歡迎,但是目前在電池制造領(lǐng)域鋅電池更符合要求(比如成本并不是特別高)。


那既然是鋰電池的接班人在供電性能上自然要更勝一籌,首先從金屬角度看鋅比鋰更加穩(wěn)定,更不容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng),這就增強(qiáng)了電池反復(fù)充電的能力。然后就是電解過程,鋅會(huì)呈現(xiàn)出像樹枝一般的形態(tài),從一個(gè)電極蔓延到另外一個(gè)電極,這減少了不必要的耗電量,續(xù)航時(shí)間更長(zhǎng)。

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符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

最后就是柔韌度,并不是其他金屬不能做柔性電池,只是在做電池柔韌度測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn),其他電池在經(jīng)歷1000次左右的彎曲后折斷,而鋅電池還保持保持穩(wěn)定的柔韌度。折斷放在電池上后果可能是材料磨損和電解質(zhì)泄露引發(fā)的安全問題。


最新進(jìn)展


柔性電池的能量密度能有多高?近日,科學(xué)家為柔性設(shè)備開發(fā)出了一種實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的化學(xué)電池,據(jù)說能量密度是當(dāng)前鋰離子的10倍。這項(xiàng)研究中提到的電池是一種稱為氧化銀鋅的化學(xué)電池。


其實(shí)考慮到能量密度和安全性能,氧化銀鋅電池一直是研究重點(diǎn)。電池的陰極使用氧化鉛涂層,可以改善電池的電化學(xué)穩(wěn)定性和導(dǎo)電性,并降低電池對(duì)交流電的抵抗力。但是這項(xiàng)技術(shù)為什么沒有被廣泛應(yīng)用呢?成本方面就不說了,技術(shù)方面則是不穩(wěn)定點(diǎn)循環(huán)(電池壽命短)。


那這次研究又有什么突破呢?研究人員這次采用的方法是絲網(wǎng)印刷氧化銀-鋅電池,并且在無(wú)菌、真空條件下將印刷出的單元電池裝配在一起,這就解決了電池不穩(wěn)定循環(huán)的問題。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)研究人員找到了打印用的“墨水配方”,將電池的集電器、鋅陽(yáng)極、新陰極和隔板逐層絲網(wǎng)印刷在化學(xué)穩(wěn)定的聚合物膜上,該膜的熔點(diǎn)約為200°C。

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標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備

至于測(cè)試,已對(duì)印制的電池單元進(jìn)行了80多個(gè)循環(huán)的充電,而顯示出任何明顯的容量損失跡象。盡管反復(fù)彎曲和扭曲,單元電池也保持正常的功能。經(jīng)對(duì)比,如果這種電池用于智能穿戴設(shè)備,可以提供比同等大小的典型鋰離子電池多5至10倍的功率。

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