Paindlik lipo aku

See avastus ajendas teisi teadlasi välja töötama uut tüüpi painduvaid liitiumioonakusid, mis kasutavad mittestandardseid materjale, nagu elastsed polümeerid ja orgaanilised vedelikud, mitte kergestisüttivate vedelate elektrolüütide (aine, mis võimaldab ioonidel liikuda kahe elektroodi vahel) asemel. Mitu ettevõtet on välja töötanud põhinevad tooted. nende uute materjalide kohta ja see artikkel uurib kahte tüüpi painduvaid laetavaid akusid, mis on praegu kaubanduslikuks kasutamiseks saadaval.

Esimeses tüübis kasutatakse tavalist elektrolüüti, kuid tavapärase poorse polüetüleen- või polüpropüleenmaterjali asemel polümeerkomposiitseparaatoriga. See võimaldab seda painutada või erinevateks vormideks ilma murdumiseta. Näiteks Samsung teatas hiljuti, et nad on välja töötanud sellise aku, mis suudab säilitada oma kuju ka pooleks voldituna. Need akud on kallimad kui traditsioonilised, kuid võivad kesta kauem, kuna paksemate elektroodide ja separaatorite sisemine takistus on väiksem. Üks puudus on aga nende suhteliselt madal võimsustihedus: need suudavad salvestada ainult sama palju energiat kui sarnase suurusega liitiumioonaku ja neid ei saa nii kiiresti laadida.

Seda tüüpi liitiumioonakut kasutatakse praegu Wearable Sensorites keha elutähtsate näitajate jälgimiseks, kuid seda saab integreerida ka nutikatesse riietesse. Näiteks valmistab Cute Circuit kleidi, mis jälgib õhusaaste taset ja hoiatab kasutajaid tagaküljel oleva LED-ekraani kaudu, kui kandja vahetus läheduses on kõrge tase. Seda tüüpi painduva aku kasutamine hõlbustaks andurite integreerimist otse riietesse, ilma et see suurendaks massi või ebamugavust.

Liitiumakusid kasutatakse laialdaselt tarbekaupades, nagu mobiiltelefonid ja sülearvutid, kuid nende võimaluste (võimsus, kaal) täiustamine võib tuua kaasa kasulikke rakendusi, nagu meditsiiniseadmed ja elektriautod. Kuna enamik akusid kasutab jäika korpust, mille sisse on asetatud elektroodid, on põhjalikult uuritud, kas oleks võimalik välja töötada paindlik aku, mis võimaldaks erineva kujuga ja potentsiaalselt võimsamaid seadmeid.

Praegu saadaolevatel elektrisõidukitel on jäikade korpuste kasutamisest tuleneva akude väikese võimsustiheduse tõttu piiratud ulatus. Painduvaid akusid saab kanda ka riietel või ümber ebakorrapäraste pindade mähkida, mis avab kantavale tehnoloogiale uusi võimalusi. Lisaks tähendab suurem paindlikkus, et akusid saab hoida kitsastes kohtades ja need vastavad ebaharilikele kujunditele; selle tulemuseks võivad olla väiksemad akud kui sarnaselt hinnatud tavapärastel patareidel.

Tulemused:

California Berkeley ülikooli teadlased on välja töötanud painduva aku, mis kasutab jäikade elektroodide asemel metallfooliumi. Disain tõotab paremat jõudlust kui praegused seadmed, kuna see koosneb mitmest kokku virnastatud õhukesest lehest, mille tulemuseks on kõrge energiatihedus, jäädes samal ajal täiesti paindlikuks. Varasemad katsed kasutada muid materjale, näiteks grafeeni, ebaõnnestusid nende struktuuride hapruse ja skaleeritavuse puudumise tõttu. Uus metallfooliumi kujundus järgib aga sarnast struktuuri kaubanduslike liitium-ioonakudega ja võimaldab neid seadmeid tööstuslikus mastaabis raskusteta toota.

Rakendused:

Paindlikud lipoakud võivad kaasa tuua meditsiiniseadmeid, mida on kergem kehal kanda, suurema sõiduulatusega elektriautosid, liikumist mitte segavat kantavat tehnoloogiat ja muid rakendusi, mis seda suuremat paindlikkust ära kasutavad.

Järeldus:

California Berkeley ülikoolis läbiviidud uuringud valmistasid painduva aku, mis koosnes virnastatud metallfooliumist lehtedest, kasutamata habrast grafeenmaterjali. See disain tagab suurema energiatiheduse kui praegused seadmed, jäädes samas täiesti paindlikuks. Paindlikel lipoakudel on potentsiaalseid rakendusi ka elektriautodes, kantavas tehnoloogias ja muudes valdkondades, kus suurem paindlikkus on kasulik.