این باتری انعطاف پذیر و قابل شارژ 10 برابر از باتری ترین – ScienceDaily قدرتمندتر است


گروهی از محققان یک باتری اکسید روی نقره ای قابل شارژ و قابل شارژ با پنج تا 10 برابر چگالی انرژی سطح سطح فعلی تولید کرده اند. ساخت باتری نیز آسان تر است. در حالی که اکثر باتری های انعطاف پذیر باید در شرایط خلا ster استریل تولید شوند ، می توان آنها را در شرایط آزمایشگاهی معمولی روی غربال چاپ کرد. این دستگاه را می توان در الکترونیک های پوشیدنی قابل انعطاف ، قابل کشش و همچنین رباتیک نرم استفاده کرد.

این تیم متشکل از محققان دانشگاه کالیفرنیا ، سن دیگو و ZPower مستقر در کالیفرنیا ، جزئیات یافته های خود را در شماره 7 دسامبر مجله جوئل.

لو یینگ ، یکی از نویسندگان روزنامه و دکتر علوم گفت: “باتری های ما می توانند به جای الکترونیکی که باید در مورد باتری طراحی شود ، در اطراف الکترونیک طراحی شوند.” دانشجوی گروه تحقیقاتی جوزف وانگ ، استاد مهندسی نانو در دانشگاه سن دیگو.

ظرفیت مساحت این باتری ابتکاری 50 میلی آمپر در سانتی متر مربع در دمای اتاق است – این 10-20 برابر مساحت یک باتری لیتیوم یون است. بنابراین برای همان سطح ، باتری شرح داده شده در ژول می تواند 5 تا 10 برابر انرژی بیشتری تأمین کند.

یین گفت: “این نوع ظرفیت منطقه قبلاً هرگز حاصل نشده است.” “و روش تولید ما مقرون به صرفه و مقیاس پذیر است.”

ظرفیت باتری جدید از هر باتری قابل انعطاف فعلی موجود در بازار بیشتر است. دلیل آن این است که باتری دارای امپدانس بسیار کمتری است – مقاومت یک مدار الکتریکی یا یک دستگاه جریان جایگزین. هرچه امپدانس کمتر باشد ، عملکرد باتری در برابر جریان زیاد بهتر است.

جاناتان شارف گفت: “با رشد سریع بازار 5G و اینترنت اشیا (IoT) ، این باتری که عملکرد بهتری نسبت به محصولات تجاری دستگاه های بی سیم پرقدرت دارد ، به احتمال زیاد رقیب اصلی برای تولید نسل بعدی منابع الکترونیکی مصرفی خواهد بود.” . اولین نویسنده و نامزد دکترای گروه تحقیقاتی یینگ شرلی منگ ، استاد مهندسی نانو در دانشگاه سن دیگو.

باتری ها با موفقیت یک سیستم نمایش انعطاف پذیر مجهز به میکروکنترلر و ماژول های بلوتوث را تأمین می کنند. در اینجا نیز عملکرد باتری عملکرد بهتری نسبت به سلولهای سکه Li موجود در بازار دارد.

سلولهای باتری چاپ شده برای بیش از 80 سیکل شارژ شدند بدون اینکه علائم عمده ای از دست دادن ظرفیت نشان داده شود. سلول ها نیز علی رغم خم شدن و پیچاندن مکرر ، عملکردی باقی ماندند.

این شرلی منگ ، مدیر انستیتوی کشف و طراحی مواد در دانشگاه سن دیگو و یکی از نویسندگان این کتاب ، گفت: “تمرکز اصلی ما بهبود عملکرد باتری و فرآیند تولید بود.”

برای ایجاد باتری ، محققان از یک طراحی کاتد و شیمی اختراع شده از ZPower استفاده کردند. وانگ و تیم او با تجربه خود در زمینه سنسورهای قابل انعطاف و باتری های قابل انعطاف همکاری کردند. منگ و همکارانش تخصص خود را در زمینه عملکرد پیشرفته سیستم های ذخیره انرژی الکتروشیمیایی ارائه دادند و هر تکرار نمونه اولیه باتری را تا رسیدن به اوج عملکرد مشخص کردند.

دستورالعمل برای عملکرد بهتر

تراکم انرژی استثنایی باتری به دلیل شیمی اکسید روی نقره (AgO-Zn) است. بیشتر باتری های انعطاف پذیر تجاری از شیمی Ag2O-Zn استفاده می کنند. در نتیجه ، آنها معمولاً عمر چرخه محدود و ظرفیت کمی دارند. این امر استفاده از آنها را به لوازم الکترونیکی یکبار مصرف کم مصرف محدود می کند.

AgO به طور سنتی ناپایدار در نظر گرفته شده است. اما مواد کاتدی AgO ZPower برای بهبود پایداری و هدایت الکتروشیمیایی AgO به پوشش اکسید سرب خود متکی است.

بعنوان یک مزیت اضافی ، شیمی AgO-Zn مسئول پایین بودن امپدانس باتری است. کلکتورهای جریان چاپی باتری نیز از هدایت بسیار خوبی برخوردار هستند که به دستیابی به امپدانس پایین نیز کمک می کند.

تولید بهبود یافته

اما AgO قبلاً هرگز در باتری چاپ صفحه استفاده نشده است ، زیرا بسیار اکسید کننده است و به سرعت از نظر شیمیایی تخریب می شود. محققان آزمایشگاه وانگ در دانشگاه سن دیگو با آزمایش انواع حلال ها و چسب ها توانستند فرمول جوهر پیدا کنند که باعث می شود AgO برای چاپ مناسب باشد. در نتیجه می توان باتری را ظرف چند ثانیه بعد از آماده شدن جوهرها چاپ کرد. در عرض چند دقیقه خشک و آماده استفاده است. باتری همچنین می تواند در هنگام پیمایش چاپ شود ، که باعث افزایش سرعت و مقیاس پذیر شدن تولید می شود.

باتری ها روی یک فیلم پلیمری چاپ می شوند که از نظر شیمیایی پایدار ، الاستیک و دارای نقطه ذوب زیاد (حدود 200 درجه سانتیگراد یا 400 درجه فارنهایت) است که می تواند با حرارت مهر و موم شود. جمع كننده های فعلی ، آند روی ، كاتد AgO و جدا كننده های مربوطه آنها به صورت لایه های چاپ صفحه تنظیم شده اند.

این تیم در حال حاضر بر روی نسل بعدی باتری کار می کند ، در تلاش است تا شارژرهای ارزان تر و سریع تر با امپدانس حتی پایین تر ، که در دستگاه های 5G و رباتیک نرم ، که به قدرت بالا و شکل های انعطاف پذیر و انعطاف پذیر نیاز دارند ، استفاده شود -عوامل. .


منبع: khabar-erfan.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*