Какие существуют технологии гибких аккумуляторов?

2020-12-31

Аккумуляторы являются неотъемлемым компонентом многих носимых устройств. От них запитываются смартфоны, цифровые камеры, ноутбуки, множество других электронных устройств.

Литий-ионные аккумуляторы были прорывной технологией своего времени, но сейчас они сдерживают развитие автономной электроники. Они отличаются пожароопасностью, высокой стоимостью, имеют ряд других недостатков.

Устранить эти недостатки должны гибкие аккумуляторы, которые могут стать безопасной и дешевой альтернативой нынешних устройств для хранения энергии.

Первые прототипы

Первые гибкие аккумуляторы состояли из таких частей:

  • Полимерные подложки. Состояли из низкопроизводительных органических молекул, что снижало емкость батареи, увеличивало ее объем.
  • Катодов. Проходили сложную высокотемпературную обработку.
  • Гибких полимеров. Были чувствительны к высоким температурам, из-за чего ускоренно разрушались.

Хотя прототипы и были во многом хуже актуальных батарей, они позволили отработать технологию и создать более продвинутые образцы. Для этого стараются лаборатории по всему миру, вооруженные станциями тестирования батарей.

Устройства от ученых из KAIST

Эта научная группа разработала свой вариант гибкой технологии. Их устройства состоят из:

  1. Тонкой пластины из неорганических соединений устойчивых к критическим температурам.
  2. Уложенных на пластину в несколько слоев компонентов - анода, электролита, катода, токоприемника.

Хотя такая батарея практически не меняет свойств при скручивании, существуют сложности с серийным производством, поэтому продукт широкого распространения не получил.

Разработки Технологического института Нью-Жерси

Устройство, созданное этими исследователями представляет собой мягкий конверт в котором располагаются электроды, изготовленные из алюминия и графитовой пены. Они погружены в особый солевой раствор.

Аккумулятор построенный на таких принципах обладает отличной производительностью, безопасен, но предлагает вдвое меньшее напряжение по сравнению с широко используемыми литиевыми.

Гибкие батареи LG

Представляют собой кабель-аккумулятор небольшого диаметра. Его можно носить как браслет, создавать узлы, использовать в производстве тканей. Состоит изделие из таких частей:

  • Анод.
  • Электролит.
  • Катод из смеси оксидов кобальта, лития.

Основная особенность изделия – все компоненты производятся в виде мягких спирально закрученных нитей. Они сплетаются в единое целое образуя волокно размером около 1,5 мм. По своим свойствам такие аккумуляторы не отличаются от широко распространенных, при этом обладают высокой гибкостью и более широкую сферу применения.

Источник - https://ilpa-tech.ru/