文/陈根
可弯曲并可在织物中使用的储能设备,可能会在将来的可穿戴电子设备中阐扬沉要作用,这也让柔性纤维电池成为近年来的钻研的热点方向之一。
基于此,麻省理工学院(MIT)团队就成功地开发出世界上最长的柔性纤维电池,厚度几百微米,长 140 米,并且放电容量达 123毫安 (mAh)、放电能量约 217 毫瓦时(mWh)。
钻研初次使用热拉伸的步骤,实现了在;ば匀嵝园悄谕卑荻嘀指丛拥牡缁钚阅骸⒖帕:途酆衔。热拉伸工艺的另一个利益是,能够在不扭转预造模的情况下,通过扭转绞盘速度来节造纤维的横向尺寸。
从钻研成就来看,这次钻研的新型柔性纤维电池不仅防水,并且极具可塑性,甚至能够编织成织物。有了这种电池,人类对于电子设备的设想力又将被进一步拓宽,各类可穿戴电子设备城市成为可能,将其用于3D打印,甚至能够用来造作险些任何状态的电池,例如能够像通常衣服一样穿戴的自供电通讯设备、传感器和推算设备。
此表,这一电池的出产不受长度的限度。为了证明这一点,该电池技术背后的MIT研发团队出产了世界上最长的柔性纤维电池,长 140 米,以证明该资料能够造作成肆意长的长度。目前这一140米长的电池已经可以为智能手机和腕表独立充电。其中,纤维装置的厚度只有几百微米,比以往任何以纤维大局出产电池的尝试都要薄。
钻研人员暗示,“这种步骤的益处在于我们能够在单个光纤中嵌入多个设备,与必要集成多个光纤设备的其他步骤分歧。”钻研组还展示了 LED 和锂离子电池在单根光纤中的集成,称将来在如此幼的空间内能够组合三四个以上的设备——将这些蕴含多设备的光纤集成在一路,或将推动紧凑型织物推算机的实现。
除了能够编织成二维织物的单个一维纤维表,该资料还能够用于 3D 打印或定造状态系统以创建固体物体,例如能够提供结构的表壳设备及其电源。文章开头的图中能够看出这种能力的利用场景:一艘玩具潜艇用电池纤维包裹起来,以为其提供动力。将电源整合到此类设备的结构中能够降低整体沉量,从而提高它们能够实现的效能和领域。
这种不仅具备可充电锂电池的充放电职能,还能够编成织物拥有电池和纤维特点的“双沉属性”的新型电池,为从 1D 到 3D 电源的大量非平面电子器件提供动力,给可穿戴电子设备提供了更多选择。
不久前,12 月 20 日,有关论文以《热拉伸可充电电池纤维可实现无处不在的电力》(Thermally drawn rechargeable battery fiber enables pervasive power)为题颁发在 Materials Today。