Миниатюризация гибких и печатных батарей

0 498
0

Миниатюризация гибких и печатных батарей

Молодая калифорнийская компания Imprint Energy приступила к тестированию ультратонких и гибких цинк-полимерных аккумуляторов, изготавливаемых методом промышленной трафаретной печати. Они были созданы для использования в носимой электронике и маломощных устройствах, габариты которых не позволяют разместить в них другие элементы питания.

Одним из основных сдерживающих факторов при разработке медицинских имплантатов, носимых электронных устройств и миниатюрных гаджетов остаётся проблема их обеспечения энергией. Из-за особенностей геометрии, малых размеров и сложности замены батарей в них трудно использовать как элементы питания существующих стандартов, так и АКБ специфической формы.

По соотношению ёмкости к объёму и допустимым токам разряда литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы остаются самым популярным решением, однако помимо высокой стоимости и большой массы они обладают другими недостатками, ограничивающими их применение. В частности, они могут взрываться, нанося серьёзные повреждения и травмы.

Новые гибкие батареи разрабатывались с учётом требований повышенной безопасности. В основе технологии их изготовления лежат материалы исследования соосновательницы компании Кристин Хо (Christine Ho) по производству сверхтонких батарей. Над этой темой она работала в Калифорнийском университете в Беркли вместе с коллегами из Японии во время постдипломной практики. Первые прототипы были созданы с использованием 3D-принтера.

В производящихся другими фирмами кислородно-цинковых аккумуляторах используется водный электролит, способствующий формированию дендритов. Эти ветвистые структуры из восстановленного цинка растут от анода к катоду в виде ленточных кристаллов. Постепенно они вызывают падение ёмкости батареи, а затем её короткое замыкание. Бороться с образованием дендритов пытались путём добавления дополнительного электрода, создающего с растущим цинковым шипом гальваническую пару. Группа Кристин Хо пошла иными путём. Она разработала твердый полимерный электролит, полностью устраняющий данную проблему, обеспечивающий большую ёмкость элемента питания и увеличивающий общее число циклов перезарядки. Вдобавок, исчезла проблема вытекания электролита, что позволило изготавливать сверхтонкие батареи и сгибать их как угодно.

Пока ещё не удаётся использовать батареи с нагрузкой, потребляющей энергию импульсами и обладающей высокой пиковой мощностью. Однако там, где требуется длительное питание маломощных сенсоров и экономичных чипов, аккумуляторы ZincPoly помогут внести качественные изменения в дизайн и расширить функциональность портативных электронных устройств.


Источник | Опубликовал: RD3AVG


и поделитесь с друзьями в соц сетях:


Добавить комментарий

Похожие новости