UBC研究人员开发第一款既具柔性又可以清洗的电池——可伸缩、可清洗的电池使可穿戴设备更接近现实

        近日，不列颠哥伦比亚大学（UBC，University of British Columbia）的研究人员报道，开发了一款既具有柔性又可以清洗的电池，这在该领域可能是第一次。据介绍，这种电池即使被扭曲或拉伸到正常长度的两倍，或者在被扔进洗衣房后也能正常工作。

        “可穿戴电子产品是一个巨大的市场，对于这个市场可伸缩电池的发展至关重要，”UBC应用科学学院的博士后Ngoc Tan Nguyen博士说道，“不过，到目前为止，市场和学界开发出的可拉伸电池都还不能直接清洗。事实上，可伸缩电池在日常使用时又的确存在这种需求，这一属性是其被广泛应用必不可少的。”

        Nguyen博士和他的同事开发的这种可拉伸可清洗电池在许多工程方面都获得了很大进步。据介绍，在普通电池中，其由坚硬外部包裹的内部同样由一些硬质材料构成。UBC团队首先将这些存在于内部的材料磨成小块，然后将它们嵌入橡胶塑料或聚合物中，这样可以让关键化合物——在这种情况下，锌和二氧化锰——具有可拉伸性。基于这种材料，研究人员设计了多层超薄聚合物，并包裹以同样聚合物制成的电池外壳。这种结构设计可以形成防水和气的密封层，这种特性可以让电池在清洗后，重复使用时还能正常工作。

        该研究团队的另一名成员Bahar Iranpour博士，建议将这种电池放入清洗液中以测试其密封性。到目前为止，这种电池已经经受了39次循环洗涤，该团队希望随着他们在这项技术上的继续开发，这种电池的耐用性能够得到进一步额提高。

        “我们将实验室开发的这种电池原型放在家用和商用级洗衣机中进行了洗涤循环测试。结果显示它们完好无损且还能够正常工作，这一结果让我们确信这种电池具有非常好的拉伸性和防水洗涤性能，”Iranpour博士说道。

        另外，化学成分上我们选择锌和二氧化锰，也让这种电池具有另一个重要优势。“我们选择锌和二氧化锰，是因为对于贴身佩戴的电子设备，它比锂离子电池更安全，锂离子电池在爆炸时会产生有毒化合物，”Nguyen博士说道。

一种经济型设计方案

        研究人员目前正在进行的工作，也还在增加电池的功率输出和循环使用寿命，不过这项创新目前已经引起了研究人员的很多商业兴趣。研究人员表示，当这种新电池真正能够进入消费电子市场时，其成本可能与普通可充电电池相同。

        “这种电池所使用的材料成本非常低，所以如果能够进行大量制造，它的价格会非常具有优势，”负责监督这项工作的UBC先进材料和工艺工程实验室主任，同时也是电气和计算机工程系教授的约翰·马登博士说道。除了可以用于测量生命体征的手表和贴片外，这种电池还可以与一些主动改变颜色或温度的衣服集成在一起使用，以实现一些特殊功能。

        “可穿戴设备需要电力，通过开发柔性、可拉伸和可清洗的电池，我们的研究工作将能够让可穿戴电子设备的使用变得更加舒适和方便。”

来源：Science Daily

网址：http://www.sciencedaily.com/releases/2021/12/211209095637.htm
 

• 2021年中国智能显示与创新应用产业大会
• 获千万美元Pre-A轮融资，镭昱半导体推标准全彩色Micro-LED微型显示器助力元宇宙发展