IT之家 04月15日 07:28
质地像牙膏的软电池问世,未来电子设备设计或迎变革
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瑞典研究人员开发出一种可塑形的流体电池,为电池驱动技术的设计带来了新可能。这种电池使用液态电极,质地类似牙膏,甚至可用于3D打印。与传统电池相比,该电池更柔软、可延展,且使用丰富的原材料,如共轭聚合物和木质素,具有可持续性。研究表明,即使被拉伸到原来长度的两倍,该电池也可以充电超过500次。虽然目前电压较低,研究团队计划通过改进化学物质来提高电压,为未来电子设备提供更灵活、环保的能源解决方案。

🔋 这种新型电池的核心在于其液态电极设计,使得电池可以实现可塑形。这种特性为电池在电子设备中的集成提供了更大的灵活性,不再受限于传统电池的刚性形状。

🔬 研究团队使用共轭聚合物和造纸废料木质素作为电池材料。这种选择不仅使得电池的原材料来源广泛,而且有助于推动更循环的经济模式,将废弃物转化为高价值产品。

⚡ 实验结果表明,这种流体电池即使在被拉伸到原来长度的两倍的情况下,仍能充电超过500次,展现了其优异的延展性和耐用性。

💡 尽管该电池在性能上仍有提升空间,例如目前的电压为0.9伏,低于标准AA电池,但研究团队计划通过使用其他化学物质来提高电压,以进一步优化电池的性能。

IT之家 4 月 15 日消息,从手机到智能手表和笔记本电脑,我们的生活被各种电池驱动的设备所包围。目前,电池通常是电子设备中坚硬且体积较大的部件,但如果它们能够变得可塑、柔软,甚至可以打印出来,那将如何改变我们的生活?

瑞典的研究人员将这一设想付诸实践,开发出了一种可塑形的流体电池。4 月 11 日,《科学》杂志发表的一项研究详细介绍了这种电池。该电池使用液态形式的电极(电池中的关键导电材料)。这种创新的柔软结构为未来电池驱动技术的设计开辟了新的道路。

“电池是所有电子设备中最大的部件。目前它们是固体且相当笨重的。但有了柔软且可贴合的电池,就不存在设计限制了。它可以以一种完全不同的方式集成到电子产品中,并适应用户的需求。”该研究的共同作者、林雪平大学有机电子实验室软电子研究小组的研究负责人艾曼・拉赫曼努丁(Aiman Rahmanudin)在大学声明中表示,“这种电池的质地有点像牙膏,这种材料甚至可以用在 3D 打印机中,按照你的意愿塑造电池。”

以往尝试制造柔软、可拉伸的电池,要么依赖于滑动连接等机械特性,要么需要使用对环境有害的稀有材料来加工。而拉赫曼努丁及其同事取得成功的关键在于将电极转化为液态形式。

要理解这一成果的重要性,我们需要了解电池的工作原理。简单来说,电化学电池由两种不同的金属或电极组成:阳极和阴极。化学反应导致电子从阳极流向阴极,这个过程就是我们所说的电流,它在移动过程中可以做功,比如点亮灯泡或驱动设备。一般来说,电池越大,其电容量越大,但电极也会更厚,因此也更硬。

“我们是第一个证明容量与刚性无关的人。”拉赫曼努丁说。

据IT之家了解,此前开发流体电极的尝试依赖于有时会固化的液态金属。为了绕过这些问题,研究团队使用了能够导电的塑料 —— 共轭聚合物以及造纸过程中产生的废料木质素。结果表明,这种电池即使被拉伸到原来长度的两倍,也可以充电超过 500 次。

此外,“由于电池中的材料是共轭聚合物和木质素,这些原材料非常丰富。通过将木质素这种副产品重新利用为高价值商品,比如电池材料,我们为更循环的经济模式做出了贡献。因此,这是一种可持续的替代方案。”该研究的主要作者、林雪平大学有机电子实验室的博士后研究员莫森・穆罕默迪(Mohsen Mohammadi)表示。展望未来,研究团队希望提高电池的电压。

“我们已经证明了这个概念是可行的,但性能还需要改进。目前的电压是 0.9 伏。”拉赫曼努丁解释道。相比之下,标准的 AA 电池电压在 1.2 伏到 1.5 伏之间,而大多数智能手机的运行电压在 3.7 伏到 4.2 伏之间。“所以现在我们将研究使用其他化学物质来提高电压。”

通过打破传统电池的固有模式,这项研究为电池驱动设备的设计开启了全新的可能性。

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