柔軟なリポバッテリー

この発見により、他の研究者は、可燃性液体電解質（イオンがXNUMXつの電極間を移動できる物質）の代わりに、弾性ポリマーや有機液体などの非標準材料を利用する新しいタイプのフレキシブルリチウムイオン電池を開発するようになりました。これらの新素材について、この記事では、現在商用利用可能なXNUMX種類の柔軟な充電式電池について説明します。

最初のタイプは、標準の電解質を使用しますが、通常の多孔質ポリエチレンまたはポリプロピレン材料の代わりにポリマー複合セパレーターを使用します。 これにより、破砕することなく、曲げたり、さまざまな形に成形したりすることができます。 たとえば、サムスンは最近、半分に折りたたんでもその形状を維持できるようなバッテリーを開発したと発表しました。 これらのバッテリーは従来のバッテリーよりも高価ですが、より厚い電極やセパレーターによる内部抵抗が少ないため、長持ちする可能性があります。 ただし、XNUMXつの欠点は、電力密度が比較的低いことです。同じサイズのリチウムイオン電池と同じ量のエネルギーしか蓄えられず、すぐに再充電することはできません。

このタイプのリチウムイオン電池は、現在、ウェアラブルセンサーで身体のバイタルサインを監視するために使用されていますが、スマートウェアに統合することもできます。 たとえば、Cute Circuitは、大気汚染レベルを追跡し、着用者のすぐ近くに高レベルがある場合は背面のLEDディスプレイを介してユーザーに警告するドレスを作成します。 この種の柔軟なバッテリーを使用すると、かさばったり不快感を与えたりすることなく、センサーを衣服に直接統合することが容易になります。

リチウム電池は、携帯電話やラップトップなどの消費者向け製品で広く使用されていますが、その機能（電力、重量）の改善は、医療機器や電気自動車などの有益なアプリケーションにつながる可能性があります。 ほとんどの電池は、電極が内部に配置された剛性のあるケーシングを使用しているため、さまざまな形状や潜在的により強力なデバイスを可能にする柔軟な電池を開発できるかどうかについて、広範な研究が行われています。

現在利用可能な電気自動車は、剛性のあるケーシングを使用することによりバッテリーの電力密度が低いため、航続距離が限られています。 柔軟なバッテリーは、衣服に装着したり、不規則な表面に巻き付けたりすることもできます。これにより、ウェアラブル技術の新しい可能性が開かれます。 さらに、柔軟性が高いということは、バッテリーを狭いスペースに保管でき、異常な形状に適合できることを意味します。 これにより、同様の定格の従来のバッテリーよりもサイズが小さいバッテリーになる可能性があります。

結果について

剛性電極の代わりに金属箔を使用するフレキシブルバッテリーは、カリフォルニア大学バークレー校の研究者によって開発されました。 この設計は、複数の薄いシートを積み重ねて構成されているため、現在のデバイスよりも優れたパフォーマンスが期待できます。これにより、完全な柔軟性を維持しながら、高いエネルギー密度が得られます。 グラフェンなどの他の材料を使用した以前の試みは、これらの構造の脆弱性とスケーラビリティの欠如のために失敗しました。 ただし、新しい金属箔の設計は、市販のリチウムイオン電池と同様の構造に従っており、これらのユニットを問題なく工業規模で製造することができます。

アプリケーション：

柔軟なリポバッテリーは、身体に装着しやすい医療機器、より広い走行距離を備えた電気自動車、動きを妨げないウェアラブルテクノロジー、およびこの柔軟性の向上を利用するその他のアプリケーションにつながる可能性があります。

結論：

カリフォルニア大学バークレー校での研究では、壊れやすいグラフェン材料を使用せずに、積み重ねられた金属箔シートで構成される柔軟なバッテリーが製造されました。 この設計は、完全な柔軟性を維持しながら、現在のデバイスよりも高いエネルギー密度を提供します。 フレキシブルリポバッテリーは、電気自動車、ウェアラブルテクノロジー、および柔軟性の向上が有利なその他の分野にも応用できる可能性があります。