Гибкая батарея имитирует форму позвоночника

Использование сегментированной конструкции это вполне логичный шаг для того, чтобы добиться гибкости, сохранив высокую производительность, свойственную жёстким устройствам. На днях мы писали о кремниевых солнечных элементах, состоящих из жёстких фрагментов с гибкими связями, а вчера в журнале Advanced Materials была размещена статья о том, как тот же принцип был успешно воплощён в литий-ионной батарее.

Группа учёных Инженерной школы Колумбийского университета (Columbia Engineering), экспериментировавших с материалами для высокопроизводительных источников питания, были вдохновлены гибкостью и прочностью человеческого позвоночника. Его механическую структуру — жёсткие позвонки, связанные мягкой хрящевой тканью, они постарались воспроизвести в инновационной конструкции батареи.

Созданный ими прототип состоял из толстых и жёстких сегментов (позвонков), полученных намоткой электродных полосок (анод/разделитель/катод/разделитель) вокруг гибкой ленты — соответствующей хрящу. Такое структурное решение обеспечило отличную гибкость для всей батареи.

Поскольку объём жёсткой части электродов была существенно больше, чем гибкого соединения, удельная энергоёмкость такой батареи превышала 85% от ёмкости контрольного образца в стандартном коммерческом корпусе. Это лучший известный результат для гибких батарей на сегодняшний день.

В испытаниях «позвоночная» батарея продемонстрировала высокую циклическую устойчивость и стабильный профиль напряжения при статическом и динамическом изгибе или скручивании.

«Мы рассчитываем, что наш вдохновлённый природой, масштабируемый метод получения гибких литий-ионных батарей способен значительно продвинуть вперёд коммерциализацию гибких устройств», — заявил ведущий участник исследования, Янь Ян (Yan Yang), доцент Columbia Engineering.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365