IT之家 1 月 26 日消息，耶魯大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種創(chuàng)新的“多孔”電池，這種電池不僅比傳統(tǒng)電池更加柔韌，還具備透氣性。這一突破性進(jìn)展有望使鋰電池成為可穿戴電子設(shè)備的理想選擇。相關(guān)研究成果已發(fā)表在《Matter》期刊上。
目前，大多數(shù)電池在可穿戴設(shè)備中的應(yīng)用受到限制，尤其是在需要頻繁動(dòng)態(tài)活動(dòng)的場(chǎng)景中。研究團(tuán)隊(duì)在論文中指出：“傳統(tǒng)電池的剛性和不透氣性一直是可穿戴電子設(shè)備的主要限制因素，特別是在涉及動(dòng)態(tài)物理活動(dòng)的應(yīng)用中?！倍@種新型“多孔”電池通過(guò)一種相對(duì)簡(jiǎn)單的解決方案，成功解決了現(xiàn)有電池的諸多問(wèn)題。
據(jù)IT之家了解，研究團(tuán)隊(duì)采用了一種柔性鋰離子電池袋，并在其上切割了一系列水平和垂直的矩形孔洞。這種電池由一種具有一定彎曲度的扁平復(fù)合材料制成，制造過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，且使用了傳統(tǒng)的電極材料和熱壓耗材。團(tuán)隊(duì)成員 Lin Xu 解釋說(shuō)：“這種設(shè)計(jì)對(duì)運(yùn)動(dòng)員或長(zhǎng)時(shí)間佩戴電子設(shè)備的用戶尤其有用，例如用于健身追蹤的智能服裝、醫(yī)療監(jiān)測(cè)設(shè)備等需要兼顧舒適性和可靠性的應(yīng)用場(chǎng)景。”
通過(guò)在電池袋上添加一系列孔洞，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)電池在保持大部分電量的同時(shí)，具備了極高的柔韌性。設(shè)計(jì)模擬還表明，這種電池能夠承受 180 度的拉伸或折疊而不會(huì)破裂。Lin Xu 表示：“一個(gè)挑戰(zhàn)是如何保持足夠的活性材料以確保電池的能量密度 —— 孔洞過(guò)多或過(guò)大會(huì)降低儲(chǔ)能容量。我們必須在機(jī)械拉伸性和電性能之間找到平衡。”
不僅如此，研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電池被拉伸 10% 或折疊時(shí)，其能夠抵抗物理應(yīng)力并持續(xù)為 LED 燈泡供電。團(tuán)隊(duì)通過(guò)將電池拉伸和折疊超過(guò) 100 次驗(yàn)證了這一點(diǎn)。研究團(tuán)隊(duì)特別強(qiáng)調(diào)：“重要的是，這種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了高面積能量密度，單層電池袋的能量密度達(dá)到 7.2 mW h / cm2，而使用雙層電極時(shí)可擴(kuò)展至 14.4 mW h / cm2?！?/p>
此外，這種新型“多孔”電池還表現(xiàn)出更好的抗溫度波動(dòng)和濕度變化能力。其透氣性大約是棉織物的兩倍。為了進(jìn)一步測(cè)試“多孔”電池的性能，研究團(tuán)隊(duì)將其編織到實(shí)驗(yàn)服中，評(píng)估用戶在跑步等輕度運(yùn)動(dòng)時(shí)的表現(xiàn)。結(jié)果顯示，電池的設(shè)計(jì)顯著提高了散熱能力，并防止了汗液在設(shè)備下的積聚。
研究團(tuán)隊(duì)表示，這種電池仍需進(jìn)行更多的耐久性測(cè)試，因此他們計(jì)劃在商用健康監(jiān)測(cè)設(shè)備和運(yùn)動(dòng)裝備中進(jìn)一步測(cè)試其性能。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)還在研究如何擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模 —— 自動(dòng)化制造必須確?？锥吹木珳?zhǔn)定位和密封，以避免電池袋泄漏或短路。
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