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一款柔性可折叠的锂电池,了解一下
作者:香港理工大学 时间:2019-5-29 16:05:00 

香港理工大学(理大)的研究团队研发了一种超柔软的高效能织物锂电池,能为可穿戴电子产品提供更稳定、耐用和安全的能源供应,其应用范畴广泛,发展潜力无远弗届,包括医疗健康监测、智能纺织品、智能手机、全球定位系统追踪、物联网部件等等。

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理大创新的织物锂电池能量密度高达逾450 Wh/L(瓦时/公升),柔软度极佳—可折叠弯曲至半径小于1 mm (毫米),兼且折叠超过1,000次,效能仍然保持不变。相比之下,现有的可弯曲锂电池只能弯曲至半径约25 mm,而且效能低得多,只达小于200Wh/L。织物锂电池轻巧、厚度小于0.5 mm,在充电/放电速率快,以及电池寿命长两方面,与传统锂电池不相伯仲。

带领研究团队的郑子剑教授表示:“可穿戴技术被视为继智能手机后,全球下一个重大市场商机。预期可穿戴产品的全球市场收入将以每年增长逾20%的速度跃进,至2024年达1000亿美元。所有可穿戴电子产品都需要可穿戴的能源供应,因此,我们研发的制造织物锂电池的创新技术,应用潜力至为广泛,能为无数新世代产品开拓前瞻性的应用方案,范畴遍及医疗护理、信息娱乐、体育、航空航天、时尚服饰、物联网、传感或定位追踪,以至任何超乎我们今天想象的用途。”

传统锂电池体积大而且重,难以应用于可穿戴产品,十多年来,科学家一直致力开发可弯曲的锂电池,大都集中研究使用金属箔作为电池的集流体。直至理大研发出织物锂电池,才出现突破,同时解决能量密度、柔软度、机械强度、稳定性等方面的问题。

研究团队采用理大专利的聚合物辅助金属沈积法(Polymer-Assisted Metal Deposition / PAMD)新技术,将高导电金属(铜Cu和镍Ni)均匀地沈积于经处理的织物上,制成导电织物,用作电池中的集流体,导电织物具有低薄层电阻和大比表面积的特质。之后,于导电织物添加正、负电极的活性材料,再加入隔膜与电解液,便能组装成织物锂电池。

团队进行的变形测试证明,织物锂电池具有极高的机械稳定性、耐用性和安全性,电池经反覆对摺、或以不同角度扭曲、或不规则地揉皱后,均无损其电压效能。弯曲测试证明,织物锂电池可以弯曲超过1,000次,效能仍然保持不变;连续锤击、剪削和钢针穿刺等安全测试亦证明,电池可为电子元件提供稳定电源,兼且不存在着火或爆裂的风险。

来源:香港理工大学

 

来源:香港理工大学
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