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可折叠持久的电池在医疗设备上的应用

2020-01-08
来源:奇米影视盒发烧友

  随着可折叠手机和5G手机等需要高电量的可穿戴设备和智能手机的推出,人们对电池的兴趣与日俱增,各种电池类型也在开发中。例如,嵌入在手机表带中的柔性电池或从无线充电发展而来的无线功率共享电池。但是,目前尚没有生产可折叠容量达数千毫安时(mAh)的电池的制造工艺。最近,韩国的一个研究小组开发了一种单片电极,可以代替笨重的集电极,从而可以开发出这种高容量的柔性电池。

  化学和先进材料科学系的朴秀珍教授及其博士后研究员Jaegeon Ryu和博士。作为学生,Jieun Kang 与韩国材料科学研究所合作成功开发了一种带有薄层和三维有机电极的柔性电池。此外,通过使用三维铜集电器,它们能够使电池的重量比传统的铜集电器减轻10倍。他们没有使用石墨阳极,而是使用有机材料,能够将电池的能量密度提高四倍甚至更多倍。他们的研究发表在最近一期的ACS Nano上。

  有机材料的电导率低,并且没有解决方案来集成集电体和有机材料。由于这个原因,在研究之前不可能用有机材料证明整体电极。研究小组研究了一种新方法来替代集电器,该集电器会使电池变重,而石墨阳极的能量密度较低,从而创新地减轻了电池的重量。

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  使用单块有机电极的柔性电池的演示图片来源:Soojin Park(POSTECH)该团队通过使用单壁碳纳米管(SWCNT)气凝胶生产了具有高电导率的三维结构。在这里,他们通过涂覆纳米级基于酰亚胺的网络(IBN)2)有机材料来构造薄的整体有机电极。

  涂覆有8 nm薄且可调节厚度的有机IBN层的三维单片电极提供的容量高达1550 mA hg -1,并且具有超过800倍的充电能力。这些电极涂有有机材料。尽管它们固有的电导率很差,但它们具有高的电导率,并且还通过帮助锂通过大量的氧化还原活性位点快速转移,证明了可充电电池的电化学性能得到改善。此外,可以容易地控制涂覆的有机材料的厚度,并且它们可以极大地提高有机电极的电流密度。

  新开发的电极可以代替金属基集电体,从而可以开发出轻便灵活的可再充电电池,随后可将其应用于下一代可穿戴奇米影视盒设备,柔性设备,电信和奇米影视盒车辆。负责这项研究的朴秀金教授评论说:“通过使用这种新开发的带有SWCNT有机材料的单片电极,我们可以大大降低可充电电池的重量。这可以克服常规可充电电池的局限性,并可以实现柔性和轻量化。有机电池。”


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