美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校(University of California at San Diego；UCSD)的研究人員最近開發(fā)出可自供電的可穿戴設(shè)備，采用了最新“鋅-銀-氧化物”配方的充電電池技術(shù)。
可延展的電池(圖中T恤上的‘NANO’字樣)能印制在任何織物上，甚至拉伸至原有尺寸的2倍，而不至于影響電池儲(chǔ)存容量、電流傳送或充電能力 （來(lái)源：UCSD）
研究人員們?cè)凇断冗M(jìn)能源材料》(Advanced Energy Materials)期刊中詳細(xì)介紹了這項(xiàng)電池技術(shù)——“可印刷、可伸縮的鋅氧化銀(Zn-Ag?O)充電電池以超彈性黏合劑實(shí)現(xiàn)自供電穿戴式電子”(All-Printed, Stretchable Zn-Ag?O Rechargeable Battery via Hyperelastic Binder for Self-Powering Wearable Electronics)。該論文作者包括UCSD教授Shirley Meng、Joseph Wang，以及博士研究生Rajan Kumar、Jaewook Shin、Lu Yin與Jung-Min You.
視頻地址：https://www.youtube.com/watch?v=80wRGVlc12w 印著‘NANO’字樣的可延展軟性電池用于讓下方的LED發(fā)出綠光 （來(lái)源：UCSD）
該技術(shù)是以Shirley Meng去年所進(jìn)行的“在鉍物質(zhì)上沉積氧化鋅(ZnO)，實(shí)現(xiàn)可充電的鋅基水性電池”(Deposition of ZnO on bismuth species towards a rechargeable Zn-based aqueous battery) http://smeng.ucsd.edu/wp-content/uploads/Deposition-of-ZnO-on-bismuth-species-towards-a-rechargeable-Zn-based-aqueous-battery1.pdf 研究為基礎(chǔ)。根據(jù)她的觀察，鋅基電池能與電池內(nèi)的液體電解液發(fā)生反應(yīng)，因而產(chǎn)生不需要的鋅鹽，當(dāng)這些鋅鹽達(dá)到一定的濃度時(shí)，就會(huì)造成電池短路。
Shirley Meng同時(shí)也是UCSD可持續(xù)發(fā)展電力和能源中心主任。她在實(shí)驗(yàn)中嘗試不同的配方后發(fā)現(xiàn)，在電池中添加氧化鉍有助于避免形成鋅鹽，從而打造出具有使用壽命長(zhǎng)以及可充電的氧化鋅電池。此外，添加氧化鉍的方式也適用于下一代的鋰氧電池。
Rajan Kumar是該研究論文的作者之一，帶領(lǐng)該團(tuán)隊(duì)讓這項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。 （數(shù)據(jù)源：UCSD）
Shirley Meng的研究發(fā)現(xiàn)讓Joseph Wang的研究團(tuán)隊(duì)得以制造出可拉伸且能印在織物上的氧化鋅電池，為衣物提供可再充電的電源，從而實(shí)現(xiàn)具有自充電LED顯示器的可穿戴設(shè)備。
研究人員證實(shí)，在T恤上印刷形成‘Nano’字樣的氧化鋅電池，能夠?yàn)榫G光LED供電。
鋅氧化銀墨水在混合異戊二烯(橡膠的衍生物)和苯乙烯后更加耐用，使其得以被拉伸至原有尺寸的2倍，而不至于變形或影響輸出。然而，其容量?jī)H有鈕扣電池的五分之一。
但電池的厚度大約是鈕扣電池厚度的十分之一，采用標(biāo)準(zhǔn)絲網(wǎng)印刷進(jìn)行制造的成本更低，當(dāng)然也更易于應(yīng)用在可伸縮織物上。根據(jù)該團(tuán)隊(duì)表示，以雙組合(由于每個(gè)電池僅產(chǎn)生1.5V，因而需要2個(gè)電池才能為3V LED充電)進(jìn)行印制時(shí)的成本約為0.5美元，相形之下，可充電的鈕扣電池成本高達(dá)5美元。
為了能以更低成本超越鈕扣電池，研究人員接下來(lái)計(jì)劃提高電池的功率密度，嘗試以各種不同的配方進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以及重新調(diào)整鋰離子電池、超級(jí)電容器和太陽(yáng)光電電池的配方，以實(shí)現(xiàn)可延展性。他們還計(jì)劃使其得以印在可應(yīng)用于皮膚的透明基板上。
該研究計(jì)劃將由全球企業(yè)家研究所(Institute for the Global Entrepreneur)營(yíng)運(yùn)的UCSD新技術(shù)加速器提供贊助，該機(jī)構(gòu)并負(fù)責(zé)管理美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)(I-Corps)計(jì)劃。
來(lái)源：http://www.eet-china.com/news/article/201706060555 責(zé)任編輯：Alicia
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