由加利福尼亞大學圣地亞哥分校的研究人員和微電池開發商ZPower組成的團隊一直在實驗室中忙碌。結果是一種具有高度競爭性電化學特性的柔性電池,并可以通過絲網印刷以低成本進行造。
現在,可以將電池絲網印刷到聚合物薄膜上,使其具有高度的柔韌性,與現有技術的鋰離子電池相比,具有更大的產品設計自由度,并具有極強的競爭力。
由加利福尼亞大學圣地亞哥分校的研究人員和電池公司ZPower組成的團隊開發了一種氧化銀-鋅電池,其面能量密度比當前最先進的鋰離子解決方案高5到10倍。該小組還表示該電池的面積容量比典型的鋰離子電池大10到20倍,在室溫下可達到每平方厘米50毫安。
論文的合著者之一、加州大學圣地亞哥分校納米工程研究小組博士生盧寅(音譯)說:“這種區域能力以前從未獲得過。”該小組的負責人是約瑟夫·王(Joseph Wang)教授。尹補充說道:“我們的制造方法既經濟且可擴展。”
通過降低電路對交流電的電阻,該團隊設法降低了電池的阻抗,從而實現了高容量。
尹說:“我們的電池可以圍繞電子設備設計,而不是需要圍繞電池設計電子設備。”研究人員認為由于其靈活性和高容量,該電池可以用作消費電子產品的電源。
初步試驗表明,在80個循環之后,沒有明顯的容量損失跡象。當研究人員反復扭曲和彎曲電池時,沒有發現損壞或性能損失。
ZPower為該項目貢獻了其專有的陰極設計和化學成分。研究小組指出,氧化銀-鋅陰極具有出色的能量密度,但電化學不穩定,導致循環壽命有限且容量較低。ZPower通過在陰極設計中添加氧化鉛涂層解決了該問題,該涂層改善了機電穩定性并提供了更好的導電性。
據微鋰電小組調查,先前對柔性電池的嘗試遭受了高生產成本,因為這些必須在真空和完全無菌的條件下進行處理。柔性氧化銀化學物質高度氧化,易于化學降解。通過測試各種溶劑和粘合劑,加利福尼亞團隊成功地創建了一種包含氧化銀陰極的油墨配方,可以在幾秒鐘內將其快速絲網印刷到聚合物薄膜上。陰極在幾分鐘內變干。可以絲網印刷集電器,鋅陽極和隔板,然后將其堆疊到各層上以制成最終的電池產品。研究人員稱,卷對卷絲網印刷工藝可以擴大生產規模。
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