Метод печати батарей позволит размещать их где угодно

Ученые южнокорейского Национального научно-технического университета в Ульсане разработали новую технологию печати батарей практически на любой поверхности. В статье, выпущенной по результатам их работы в недавнем номере Nano Letters, авторы предсказывают, что в будущем их твердотельные литий-ионные батареи PRISS (PRIntable Solid-State) можно будет изготавливать при помощи 3D-принтеров, встраивая в сворачиваемые дисплеи, умную одежду и устройства наподобие Google Glass.

В обычном производстве литий-ионных батарей, их компоненты (электроды, мембраны-сепараторы и т.д.) наносятся послойно или обертываются один вокруг другого и помещаются в металлические корпуса, которые наполняют жидким электролитом. Такие методы усложняют изготовление батарей разной формы — электролит огнеопасен и требует тщательной герметизации корпуса аккумулятора, а мембраны должны надежно предотвращать контакт между электродами.

Новая технология не нуждается ни в жидком электролите, ни в мембранах. Пастообразный электролит и полужидкие электроды последовательно печатаются на поверхность основы и затем фиксируются под воздействием ультрафиолетового облучения. Электролитная паста находится между электродами и одновременно выполняет функцию разделительной мембраны. Оба типа компонентов можно наносить трафаретным способом на объекты с произвольной геометрией поверхности, получая гармонично интегрированные с ними батареи всевозможной формы.

В качеств практической иллюстрации, ученые напечатали батарею в форме сердца на чашке, и другую — на бумажной оправе очков, изображающей Google Glass, а также буквы PRISS на бумаге. Эти образцы выглядели органичной частью объектов, на которые были нанесены, и при подключении проводов могли питать светодиоды.

По эффективности такие источники питания эквивалентны другим типам гибких батарей. В испытаниях они показали неплохую долгосрочную стабильность, сохраняя 90% емкости после трех десятков циклов перезарядки. Кроме того, многократные сгибания не оказывали заметного эффекта на электрическое сопротивление этих устройств.

Тем не менее, авторы метода продолжают работать над совершенствованием удельной энергоемкости и долговечности печатных батарей, а также над их адаптацией к технологиям струйной и 3D-печати.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI