Складывание бумажной литий-ионной батареи увеличивает плотность энергии в 14 раз

Гибкая литий-ионная батарея была создана учеными Аризонского университета из бумаги, покрытой углеродными нанотрубками. В качестве основы бралось обычное бумажное полотенце, на него наносили полимерное покрытие для удержания нанотрубок, а затем погружали в суспензию CNT. Электроды изготовляли из порошков LTO (оксид титаната лития) и LCO (оксид лития кобальта), зажимаемых между двумя слоями бумаги, покрытой нанотрубками. Процесс создания батареи завершался наложением тонкой фольги меди и алюминия, соответственно, сверху и снизу листов бумаги.

Подобное устройство имеет вполне стандартную плотность энергии для своего объема и массы. Но, этот показатель удается многократно увеличить, если батарею сложить, используя методику из оригами, изобретенную японским астрофизиком Коре Миурой (Koryo Miura) для компактного хранения панелей солнечных элементов космических аппаратов. Система Миуры позволяет полностью складывать и разворачивать лист бумаги одним движением.

Используя эту методику ученые превратили бумажную батарею площадью 42 квадратных сантиметров в «конверт», занимающий всего 1,68 см². Хотя площадь и уменьшилась в 25 раз, плотность энергии возросла всего в 14 из-за потерь в местах изгиба бумаги. Она составила около 2 мАч/см², затем, после нескольких циклов перезарядки, снизилась до 1,5 мАч/см², и оставалась на этом уровне при дальнейшей эксплуатации батареи.

Такие устройства могут оказаться полезны для питания складных электронных устройств, например, светодиодных или электрофоретических дисплеев. Ученые продолжают искать способы более эффективного складывания бумажных аккумуляторов.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI