教师|麻省理工学院的工程师制造出世界上最长的柔性纤维电池( 二 )



上图:热拉伸纤维电池(右)由于采用凝胶电极和凝胶电解质 , 所以具有耐火性能;而使用液体电解质的控制纤维电池(左) , 则立即着火并膨胀 。
到目前为止 , 这种140米长的纤维电池具有123毫安时的储能能力 , 可以为智能手表或手机充电 。 另外 , 这种纤维电池设备的厚度只有几百微米 , 比以往任何用纤维形式生产电池的尝试都要薄 。
研究团队表示:“我们方法的优点在于 , 我们可以在一根纤维中嵌入多个设备 。 与其他需要集成多个纤维设备的方法不同 。 ”研究团队还展示了LED和锂离子电池在一根纤维中的集成 , 他们相信 , 未来可以在如此小的空间内组合三到四个以上的设备 。 当我们将这些包含多个设备的纤维集成在一起时 , 这将推进紧凑型织物计算机的实现 。
除了使用单独的一维纤维来织造二维面料以外 , 这种材料还可以用于3D打印或定制形状系统 , 以创造固体物体 , 比如可以提供设备结构和电源的外壳 。 为了展示这一能力 , 一艘玩具潜艇被电池纤维包裹起来 , 为其提供动力 。 将电源整合到这些设备的结构中 , 可以降低整体重量 , 从而提高它们的效率和续航能力 。
图尔图尔·胡迪耶夫博士解释道:“这是第一个可3D打印纤维电池设备 。 如果你想要制造复杂的物体 , 通过3D打印结合电池设备 , 这是第一个可以实现这一点的系统 。 ”在打印完成之后 , 你不需要添加任何其他东西 , 因为所有的东西都已经在纤维内部 , 所有的金属 , 所有的活性材料 。 这需要一次打印 。 这绝对是第一次 。
该团队已经就该工艺申请了专利 , 并继续在功率容量和用于提高效率的材料上进行进一步的改进 。 胡迪耶夫博士说 , 这种纤维电池可以在几年内用于商业产品 。
德国明斯特大学(University of Muenster)的物理化学教授马丁·温特说:“这种新型电池的形状灵活性 , 使得设计和应用成为可能 , 这在以前是不可想象的 。 ”温特虽然没有参与这项工作 , 但他称这项工作“非常有创意” , 并补充道:“现在大多数关于电池的学术研究都着眼于电网存储和电动汽车 , 这是对主流的一种奇妙的偏离 。 ”
该研究由美国国家科学基金会的麻省理工学院MRSEC计划、美国陆军研究实验室通过士兵纳米技术研究所、美国国家科学基金会的研究生研究奖学金计划和韩国国立研究财团支持 。
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