物理科技生物学-PHYICA

有弹性、可清洗的电池让可穿戴设备更接近现实

技术工程 2022-02-19 21:54:02

Stretchy, washable battery brings wearable devices closer to realityNgoc Tan Nguyen博士和他的同事创造了一种既灵活又可清洗的电池。即使扭曲或拉伸到正常长度的两倍,或经过多次清洗,它也能工作。功劳:凯·雅各布森·UBC的研究人员创造了第一个既灵活又可清洗的电池。即使扭曲或拉伸到正常长度的两倍,或者扔进洗衣房后,它也能工作。“可穿戴电子产品是一个大市场,可拉伸电池对其发展至关重要,”UBC应用科学学院博士后Ngoc Tan Nguyen博士说。“然而,到目前为止,可拉伸电池还不能水洗。如果它们要承受日常使用的需求,这是必不可少的补充。”

Nguyen博士和他的同事开发的电池提供了许多工程上的进步。在普通电池中,内层是包裹在坚硬外壳中的坚硬材料。UBC团队将关键化合物——在这种情况下是锌和二氧化锰——研磨成小块,然后将其嵌入橡胶塑料或聚合物中,从而使其具有可拉伸性。电池包括包裹在同一聚合物外壳内的几层超薄聚合物。这种结构创造了一个不透气的防水密封,通过反复使用确保电池的完整性。

该团队成员巴哈·伊兰普尔是一名博士生,他建议将电池投入水中,以测试其密封性。到目前为止,该电池已经经受住了39次清洗循环,随着他们继续开发该技术,该团队预计将进一步提高其耐用性。

“我们在家用和商用洗衣机中进行了实际的洗衣循环。它们完好无损,功能正常,这就是我们如何知道这种电池是真正有弹性的,”伊朗普尔说。

锌和二氧化锰化学成分的选择也带来了另一个重要的优势。“我们选择锌锰电池是因为对于贴在皮肤上的设备来说,这是一种比锂离子电池更安全的化学物质,锂离子电池在断裂时会产生有毒化合物,”Nguyen说。

Stretchy, washable battery brings wearable devices closer to reality电气和计算机工程教授约翰·麦登博士说,除了用于测量生命体征的手表和贴片之外,电池还可能与能够主动改变颜色或温度的衣服集成在一起。信用:凯雅各布森一个负担得起的选择

正在进行的工作是增加电池的功率输出和循环寿命,但这项创新已经吸引了商业兴趣。研究人员认为,当新电池为消费者准备好时,其成本可能与普通充电电池相同。

“所使用的材料成本低得令人难以置信,所以如果大量生产,它将会很便宜,”监督这项工作的UBC高级材料和过程工程实验室主任、电气和计算机工程教授约翰·麦登博士说。除了用于测量生命体征的手表和贴片之外,电池还可能与能够主动改变颜色或温度的衣服集成在一起。

“可穿戴设备需要电力。通过创造一种柔软、可拉伸和可清洗的电池,我们正在让可穿戴电源变得舒适和方便。”

最近发表在《高级能源材料》上的一篇新论文描述了这种电池。

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