UBC研究人員開發第一款既具柔性又可以清洗的電池——可伸縮、可清洗的電池使可穿戴設備更接近現實

        近日，不列顛哥倫比亞大學（UBC，University of British Columbia）的研究人員報導，開發了一款既具有柔性又可以清洗的電池，這在該領域可能是第一次。據介紹，這種電池即使被扭曲或拉伸到正常長度的兩倍，或者在被扔進洗衣房後也能正常工作。

         “可穿戴電子產品是一個巨大的市場，對於這個市場可伸縮電池的發展至關重要，”UBC應用科學學院的博士後Ngoc Tan Nguyen博士說道，“不過，到目前為止，市場和學界開發出的可拉伸電池都還不能直接清洗。事實上，可伸縮電池在日常使用時又的確存在這種需求，這一屬性是其被廣泛應用必不可少的。”

        Nguyen博士和他的同事開發的這種可拉伸可清洗電池在許多工程方面都獲得了很大進步。據介紹，在普通電池中，其由堅硬外部包裹的內部同樣由一些硬質材料構成。 UBC團隊首先將這些存在於內部的材料磨成小塊，然後將它們嵌入橡膠塑料或聚合物中，這樣可以讓關鍵化合物——在這種情況下，鋅和二氧化錳——具有可拉伸性。基於這種材料，研究人員設計了多層超薄聚合物，並包裹以同樣聚合物製成的電池外殼。這種結構設計可以形成防水和氣的密封層，這種特性可以讓電池在清洗後，重複使用時還能正常工作。

        該研究團隊的另一名成員Bahar Iranpour博士，建議將這種電池放入清洗液中以測試其密封性。到目前為止，這種電池已經經受了39次循環洗滌，該團隊希望隨著他們在這項技術上的繼續開發，這種電池的耐用性能夠得到進一步額提高。

        “我們將實驗室開發的這種電池原型放在家用和商用級洗衣機中進行了洗滌循環測試。結果顯示它們完好無損且還能夠正常工作，這一結果讓我們確信這種電池具有非常好的拉伸性和防水洗滌性能，”Iranpour博士說道。

        另外，化學成分上我們選擇鋅和二氧化錳，也讓這種電池具有另一個重要優勢。 “我們選擇鋅和二氧化錳，是因為對於貼身佩戴的電子設備，它比鋰離子電池更安全，鋰離子電池在爆炸時會產生有毒化合物，”Nguyen博士說道。

一種經濟型設計方案

        研究人員目前正在進行的工作，也還在增加電池的功率輸出和循環使用壽命，不過這項創新目前已經引起了研究人員的很多商業興趣。研究人員表示，當這種新電池真正能夠進入消費電子市場時，其成本可能與普通可充電電池相同。

        “這種電池所使用的材料成本非常低，所以如果能夠進行大量製造，它的價格會非常具有優勢，”負責監督這項工作的UBC先進材料和工藝工程實驗室主任，同時也是電氣和計算機工程系教授的約翰·馬登博士說道。除了可以用於測量生命體徵的手錶和貼片外，這種電池還可以與一些主動改變顏色或溫度的衣服集成在一起使用，以實現一些特殊功能。

        “可穿戴設備需要電力，通過開發柔性、可拉伸和可清洗的電池，我們的研究工作將能夠讓可穿戴電子設備的使用變得更加舒適和方便。”

來源：Science Daily

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

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