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哥大研发一款柔性锂电池 应用前景广阔

导读: 近年来,随着可穿戴设备的快速发展,对可弯曲的柔性电池的需求也快速增加,各种柔性电池的设计也是层出不穷,但是大多数柔性电池的设计都会导致锂离子电池的能量密度的大幅降低,影响可穿戴设备的续航时间。

近年来,随着可穿戴设备的快速发展,对可弯曲的柔性电池的需求也快速增加,各种柔性电池的设计也是层出不穷,但是大多数柔性电池的设计都会导致锂离子电池的能量密度的大幅降低,影响可穿戴设备的续航时间。为了解决这一问题,哥伦比亚大学研究人员受到生物脊骨结构的启发,研发了一款柔性锂电池,在保证良好的柔性的同时,还保持了高体积能量密度的优势。

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据悉,柔性电池的基本结构可以分为一个主干,以及与主干相连的分支组成,这些分枝会围绕着主干进行卷绕,最终形成类似动物脊椎骨的结构,由主干与外电路连接。这样的结构不仅保证了电池具有良好的柔性,还极大的提高柔性电池的能量密度,在采用LiCoO2/石墨作为活性物质时,该结构的电池体积比能量可达242Wh/L。

柔性电池在整个寿命周期内,可能会经历数千次的弯曲和扭转,因此研究人员采用机械结构对该结构的柔性电池在机械载荷下的稳定性进行了评估。即便是在电池弯曲半径达到20mm的情况下,电池仍然能够进行稳定的充放电,容量仅出现了轻微的降低,这表明大部分活性物质在弯曲的过程中都能够保持与集流体的接触,没有出现明显的活性物质脱落。

哥伦比亚大学研究人员的这一设计充分借鉴了动物脊柱的特点,结合锂离子电池的结构特点,通过仿生结构极大的减小了弯曲和扭转等变形对于集流体和活性物质造成的破坏,在保证电池的柔性的同时,还极大的提高了柔性电池的能量密度,提高了实用性,该柔性锂电池在未来的可穿戴设备,特别是智能手表等方面有广阔的应用前景。

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