国家科学技术研究委员会 可拉伸电池制造工艺示意图学分:韩国科技学院(KIST) 一个韩国研究小组开发了一种锂离子电池,这种电池具有足够的弹性,可以被拉伸
医生
韩国科学技术研究所光电混合研究中心的郑刚孙的研究团队宣布,他们已经制造出一种高容量、可拉伸的锂离子电池
通过制造仅由电极材料组成的结构上可拉伸的电极,然后用可拉伸的凝胶电解质和可拉伸的包装组装,来开发电池
电子行业的快速技术进步导致了高性能可穿戴设备市场的快速增长,如智能腕带和植入人体的电子设备,如起搏器
这些进步极大地增加了对能量存储装置的需求,该能量存储装置被设计成模仿人体皮肤和器官的柔性和可拉伸的形式
然而,很难赋予电池可拉伸性,因为固体无机电极材料占据大部分体积,并且诸如集电器和隔板的其他部件也必须制成可拉伸的
此外,还必须解决在变形下液体电解质泄漏的问题,以及液体电解质泄漏的问题
(一)可拉伸电池的组装电池的示意图
(二)可拉伸电池的储能容量:(一)施加0%-50%变化的环境,(二)在长时间充放电实验下变化不大的环境
当0%和50%变量重复执行500次时测量的存储容量变化
(四)由可拉伸电池在伸长和膨胀(50%应变)状态下操作的发光二极管灯的照片
学分:韩国科技学院 为了解决这些问题,博士
郑刚(Jeong Gon Son)在科学研究院的研究团队致力于创造一种类似手风琴的微结构,这种微结构赋予不可拉伸材料结构上的可拉伸性,从而构建了一个蜂窝状的微向内弯曲的电极框架
向内突出的蜂窝状框架由原子厚度的石墨烯和碳纳米管组成,石墨烯充当幕帘,碳纳米管形成纳米大小的绳索
蜂窝形复合材料框架由活性材料、石墨烯和碳纳米管制成,采用径向压缩工艺,像手风琴一样向内突出,类似于韩国米卷的滚动,从而产生可拉伸的特性
该研究小组开发的电极不包含任何通常用于拉伸性的材料,如橡胶,这不利于能量储存
研究小组在新开发的电池中使用的所有材料都被充分用于能量储存和电荷传输
事实上,该团队创造的可拉伸电池显示出能量存储能力(5
05毫安时/平方厘米),与现有的不可拉伸电池一样高
新推出的可拉伸凝胶电解质和可拉伸包装材料,可阻挡空气和水分,防止电解质泄漏
得到的可拉伸电池显示出5的高面积容量
05毫安时/平方厘米,在重复(高达500次)拉伸释放循环下高达50%应变的卓越电化学性能和95的长期稳定性
在空气条件下100次循环后为7%
医生
科学研究院的郑刚说:“通过这项研究开发的可拉伸锂离子电池有望为可穿戴和可植入人体的电子设备的进一步发展提供一个可拉伸储能系统的新范例
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