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一种新型可弯曲电池可以在不中断供电的情况下进行拉伸和扭转。
 
对于可弯曲电子设备的应用来说,沐鸣测速网址这正是他们所需要的电池类型。今天的电子工业越来越多地集中在电脑或智能手机的屏幕可以折叠或滚动。例如,智能服装利用可穿戴的微型设备或传感器来监测人体功能。
 
然而,所有这些设备都需要一个能量来源,通常是锂离子电池。不幸的是,商用电池通常又重又硬,根本不适合用于柔性电子产品或纺织品。
 
这种新型电池的特别之处在于它的电解质——当电池充电或放电时,锂离子通过电池的电解质移动。该研究的第一作者、苏黎世联邦理工学院的博士生陈曦(音译)发现了这种电解质。
 
根据商用电池的设计,这种新型电池像三明治一样分层建造。然而,这是研究人员首次使用柔性元件来保持整个电池的可弯曲和可拉伸性。多功能材料教授马库斯•尼德伯格(Markus Niederberger)表示:“迄今为止,还没有人像我们这样,在制造锂离子电池时,系统地使用唯一的柔性元件。”尼德伯格的团队开发了电池原型。
 
用于阳极和阴极的两个电流收集器由可弯曲的聚合物复合材料组成,该复合材料包含导电碳,也用作外壳。在复合材料的内部表面,研究人员应用了一层微米大小的薄片。由于薄片像屋顶瓦片一样重叠,当弹性体被拉伸时,它们之间不会失去联系。这保证了电流收集器的导电性,即使它受到广泛的拉伸。即使银片之间确实失去了联系,电流仍然可以通过含碳的复合材料,尽管强度更弱。
 
在掩模的帮助下,研究人员将阳极和阴极粉末喷到精确定义的银层上。正极为锂锰氧化物,正极为钒氧化物。
 
在最后一步中,科学家们将两个电极叠加在一起,中间用一层类似于相框的阻挡层隔开,同时用电解质凝胶填充相框的空隙。
 
尼德伯格强调,这种凝胶比商业电解质更环保:“今天电池中的液体电解质是易燃和有毒的。相比之下,陈发明的凝胶电解液中含有高浓度的锂盐,不仅有利于电池充放电时锂离子在正极和负极之间的流动,还可以防止水的电化学分解。
 
科学家们用粘合剂把原型的各个部分连接起来。尼德伯格说:“如果我们想要将这种电池商业化销售,我们必须找到另一种方法,让它长时间保持密封状态。”
 
研究人员说,每天都有越来越多的类似电池的应用出现。著名的移动电话制造商正在竞相生产可折叠屏幕的设备。其他的可能性包括用于电脑、智能手表和平板电脑的可滚动显示器,或者包含可弯曲电子元件的功能性纺织品——所有这些都需要一个可弯曲的电源。
 
“比如,你可以把电池缝进衣服里,”尼德伯格说。重要的是要确保,在电池泄漏的情况下,流出的液体不会造成损害。这是球队的电解质提供了一个相当大的优势。
 
尼德伯格强调,在考虑将柔性电池商业化之前,沐鸣登陆网速有必要对其进行更多的优化研究。最重要的是,团队必须增加电极材料的容量。