《世界上最长柔性纤维电池问世》

  • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心—领域情报网
  • 编译者: 冯瑞华
  • 发布时间:2021-12-24
  • 据20日发表在国际权威学术期刊《今日材料》上的论文,美国麻省理工学院的研究人员开发出世界上最长的柔性纤维电池。这种可充电锂离子电池长140米,可编织、可洗涤,将来可为基于纤维的电子设备和传感器供电,甚至可用来制造几乎任何形状的3D打印电池。

      该电池储能容量为123毫安时,可以为智能手表或手机充电。纤维装置的厚度只有几百微米,比以往任何以纤维形式生产的电池都要薄。

      这种新型纤维电池是使用新型电池凝胶和标准的纤维拉伸系统制造的,首先形成一个包含所有组件的较大圆柱体,然后将其加热到略低于其熔点的温度,通过一个狭窄的开口被拉出来,所有零件被压缩到其原始直径的一小部分,同时保持原始排列。

      论文主要作者之一、麻省理工学院博士后图拉尔·库迪耶夫说:“虽然也有人试图制造纤维形式的电池,但这些电池的结构是在纤维外部使用关键材料,而这种新系统则是将锂和其他材料嵌入纤维内部,并在外部覆盖一层保护性涂层,从而直接使这一版本的电池稳定且防水。”他表示,这是亚公里长纤维电池的首次演示,这种电池足够长且十分耐用。

      该材料还可用于3D打印或定制形状系统,例如可以提供结构的外壳设备及其电源。为了展示这种能力,研究人员用电池纤维将一艘玩具潜艇包裹起来,为其提供动力。类似装置可以降低设备的整体重量,提高效率并扩大其使用范围。

      总编辑圈点

      说是“可穿戴”,但以我们现阶段的技术水平 ,人们似乎不会对可穿戴设备的舒适性有多大要求。但可以洗涤的电池、可以编织的电池、想多长有多长的电池……这种新型的纤维电池,让未来可穿戴设备真正接近一件真实的衣服。或许将来你身上一个仿若无物的小配饰,在数据交互和云端交互实现的同时,还能带来更好的用户体验。

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    • 据20日发表在国际权威学术期刊《今日材料》上的论文,美国麻省理工学院的研究人员开发出世界上最长的柔性纤维电池。这种可充电锂离子电池长140米,可编织、可洗涤,将来可为基于纤维的电子设备和传感器供电,甚至可用来制造几乎任何形状的3D打印电池。 该电池储能容量为123毫安时,可以为智能手表或手机充电。纤维装置的厚度只有几百微米,比以往任何以纤维形式生产的电池都要薄。 这种新型纤维电池是使用新型电池凝胶和标准的纤维拉伸系统制造的,首先形成一个包含所有组件的较大圆柱体,然后将其加热到略低于其熔点的温度,通过一个狭窄的开口被拉出来,所有零件被压缩到其原始直径的一小部分,同时保持原始排列。 论文主要作者之一、麻省理工学院博士后图拉尔·库迪耶夫说:“虽然也有人试图制造纤维形式的电池,但这些电池的结构是在纤维外部使用关键材料,而这种新系统则是将锂和其他材料嵌入纤维内部,并在外部覆盖一层保护性涂层,从而直接使这一版本的电池稳定且防水。”他表示,这是亚公里长纤维电池的首次演示,这种电池足够长且十分耐用。 该材料还可用于3D打印或定制形状系统,例如可以提供结构的外壳设备及其电源。为了展示这种能力,研究人员用电池纤维将一艘玩具潜艇包裹起来,为其提供动力。类似装置可以降低设备的整体重量,提高效率并扩大其使用范围。
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    • 美欧国际研究团队最近开发出一种独特的可贴在皮肤上的新型柔性可伸展器件,其能通过改变汗液中的化合物产生电能,可持续点亮LED(有机发光二极管),堪称一种生物燃料电池。这项研究为开发由自主且环境友好的生物电池提供动力的可穿戴电子设备开辟了新途径。相关论文发表在25日的《先进功能材料》上。 可穿戴电子设备的潜在用途正不断增加,尤其是在医疗和运动监测方面。这类设备需要开发一种可轻易集成到人体的可靠、高效能源。长期以来,使用人类有机液体中存在的“生物燃料”一直是个有前景的方向。 美国加州大学圣迭戈分校和法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学的联合研究团队共同开发了一种柔性导电材料,由碳纳米管、交联聚合物和酶组成,通过可伸展的连接器连接,并通过丝网印刷直接印在材料上。 跟随皮肤变形,生物燃料电池通过减少氧气和汗液中存在的乳酸氧化产生电能。一旦应用于手臂,其就会使用升压器为LED持续供电。该燃料电池的生产相对简单且便宜,主要成本是转化汗液中化合物的酶的生产。研究人员现正在寻求放大生物燃料电池提供的电压,以便为更大的便携式设备供电。 总编辑圈点 生物燃料电池作为能源家族中最特殊的一员,可以说是一种真正意义上的绿色电池。其以有机物为燃料,直接或间接利用酶作为催化剂,能量转化率理论上来讲相当高。不过现阶段,生物细胞膜或酶蛋白质中存在的非活性部分,对电子传递造成了很大阻力,这个传递过程又会影响整个电池的效率。因此,要想开发出真正可“派上用场”的生物燃料电池,必须攻克这个绕不过的难关。