الأخبار التكنولوجية والاستعراضات والنصائح!

زيوريخ ETH: يقوم الباحثون بتطوير بطاريات قابلة للانحناء ومطوية وقابلة للطي

الصورة: مجموعة Niederberger ، ETH زيوريخ

طور الباحثون في ETH Zurich حول أستاذ المواد المتعددة الوظائف Markus Niederberger بطارية تتكون بالكامل من مواد ناعمة ويمكن ثنيها وتمديدها ولفها ومطويها. يجب أن تشكل الأساس للبطاريات الكبيرة في الهواتف الذكية القابلة للطي والملابس.

تعد بطاريات الليثيوم أيون الحالية صلبة ويمكن حرقها بسهولة عند تلفها بسبب الضغط الزائد مثل الانحناء ، مما يجعلها غير مناسبة إلى حد كبير للاستخدام في الملابس والأجهزة الإلكترونية المرنة. يمكن أن يكون النموذج الأولي للبطارية ذات الأغشية الرقيقة المرنة من ETH Zurich ، من ناحية أخرى ، ثنيًا وملتويًا وممتدًا دون مقاطعة مصدر الطاقة.

في قلب هذه البطارية الجديدة يوجد بالكهرباء hydrogel ، وهو جزء من البطارية التي يجب أن تتحرك خلالها أيونات الليثيوم عندما يتم تفريغ البطارية أو شحنها. تم تطوير المنحل بالكهرباء من قبل طالب الدكتوراه بشهادة ETH. يعتمد تصميم شطيرة البطارية على البطاريات التجارية ، لكن للمرة الأولى استخدم الباحثون فقط مكونات مرنة للحفاظ على البطارية ككل مرنة وقابلة للمط.

رقائق الفضة مثل بلاط السقف

إن مجمعي التيار الحاليين للأنوود والكاثود مصنوعان من بلاستيك مطاطي يحتوي على كربون موصل بالكهرباء. هذا هو في نفس الوقت قذيفة الخارجي. في داخل البلاستيك ، طبق العلماء طبقة رقيقة من رقائق الفضة الصغيرة. نظرًا للترتيب الشبيه ببلاط السقف للرقائق الفضية ، فإنها لا تفقد الاتصال ببعضها البعض حتى لو كان البلاستيك ممتدًا إلى حد كبير. هذا يضمن توصيل الموصل الحالي حتى عندما يتم تمديده بقوة. ومع ذلك ، إذا فقدت رقائق الفضة الاتصال ببعضها البعض ، فإن التيار الكهربائي ، على الرغم من ضعفه ، يتدفق عبر البلاستيك الكربوني.

باستخدام قناع ، قام الباحثون بعد ذلك برش الأنود أو مسحوق الكاثود في منطقة محددة بدقة على الطبقة الفضية. مسحوق الكاثود يحتوي على أكسيد المنغنيز الليثيوم ، وأكسيد الفاناديوم الأنود.

صور 1 من 2

هلام بالكهرباء المياه القائمة

بعد فصل طبقة فصل مماثلة لإطار الصورة ، قام العلماء أخيرًا بتجميع جامعي التيار مع الأقطاب الكهربائية المطبقة فوق بعضها البعض وسد الفجوة في الإطار باستخدام هلام الإلكتروليت.

هذا الجل صديق للبيئة أكثر من سوائل الإلكتروليت السامة والقابلة للاشتعال السابقة ، كما يؤكد Niederberger. واحد وضعت من قبل طالب الدكتوراه شي تشن ، من ناحية أخرى ، يقوم على الماء. يتم تقديم هلام الليثيوم بتركيز عالٍ في الجل ، والذي لا يسمح فقط بنقل أيونات الليثيوم بين الكاثود والأنود أثناء الشحن والتفريغ ، ولكن أيضًا يمنع التحلل الكهروكيميائي للمياه.

في الممارسة العملية ، لا يزال هناك نقص في ضيق

لنموذجهم الأولي ، جمع العلماء بين المكونات المختلفة بمادة لاصقة. في الممارسة التجارية ، ومع ذلك ، لا يمكن استخدام هذه التقنية لأنه لا يمكن ضمان ضيق طويل الأجل. لتسويق البطارية ، لذلك ، يجب إيجاد طريقة تضمن ذلك. سوف تحتاج أيضا تحميل المواد الكهربائي إلى زيادة.