Китайские учёные создали растягивающиеся батареи

Когда дело доходит до мягких роботов и гибких портативных устройств, есть одна ключевая вещь, которая их сдерживает, — это аккумуляторы. Полупроводники, печатные платы и материалы, на которых они расположены, можно сгибать, но батареи обычно являются жесткими, и поэтому устройства должны иметь жесткий форм-фактор.

Китайские исследователи разработали литий-ионный аккумулятор, чтобы решить эту проблему. По их словам, их растягивающуюся, в основном прозрачную батарею можно изменять до 5000 процентов от ее первоначальной длины, что делает ее подходящей для устройств, которым требуется гибкость. Исследователи утверждают, что аккумулятор способен поддерживать полный заряд после 67 циклов.

Ученые из Нанкинского университета телекоммуникаций утверждают в своей статье, что батарея была создана на основе обычных контактных линз и даже включает в себя некоторые материалы, использованные для их изготовления.

Для изготовления батареи они создали тонкую пленку проводящей пасты, включающую углеродную сажу, серебряные нанопроволоки и катодные и анодные материалы на основе лития. Исследователи покрыли эту пленку слоями полидиметилсилоксана, прозрачного гибкого материала, который позволяет контактным линзам сохранять свою форму, сохраняя при этом эластичность.

Затем полидиметилсилоксан обрабатывают солью лития, которая при активации светом придает ему «резиновые» свойства.

Исследователи утверждают, что когда они сравнили растяжимость батареи с жидким электролитом, их версия имела среднюю зарядную емкость на 600 процентов выше. Их аккумулятор сохранял свою емкость дольше, чем жидкий электролит, в течение 67 циклов зарядки.

В несколько отличающихся прототипах с гибкими пленочными батареями они достигли относительно стабильной емкости в течение тысячи циклов зарядки с деградацией на 1 процент после первых 30 циклов. Для сравнения, жидкий электролит деградировал на 16 процентов после такого же количества циклов. Самое главное, гибкую батарею можно сгибать и растягивать, не нарушая целостности материала.

В то время как углеродная сажа придает темный цвет проводящей части батареи, растягивающийся полидиметилсилоксан, из которого состоит большая часть оборудования, является прозрачным. Это позволяет использовать новую батарею в эстетически ориентированных устройствах, таких как умные часы, умная одежда и малозаметные медицинские устройства.