Bateriile Li-ion care alimentează totul, de la smartphone-uri la mașini electrice, sunt de obicei ambalate în carcase rigide, sigilate, care împiedică tensiunile să le deterioreze componentele și să împiedice aerul să intre în contact cu electroliții lor inflamabili și toxici. Este greu să folosești baterii de genul acesta în roboți moi sau purtători, astfel încât o echipă de oameni de știință de la Universitatea California, Berkeley a construit o baterie flexibilă, non-toxică, asemănătoare cu jeleu, care ar putea supraviețui îndoielii, răsucirea și chiar tăierea cu un ras.
În timp ce bateriile flexibile folosind electroliți cu hidrogel au fost obținute anterior, acestea au venit cu dezavantaje semnificative. „Toate astfel de baterii ar putea [only] operați [for] La scurt timp, alteori câteva ore, alteori câteva zile ”, spune Liwei Lin, profesor de inginerie mecanică la UC Berkeley și autor principal al studiului. Bateria construită de echipa sa a îndurat 500 de cicluri de încărcare complete – aproximativ la fel de multe baterii din majoritatea smartphone -urilor sunt proiectate.
Putere în apă
„Bateriile din zilele noastre necesită un pachet rigid, deoarece electrolitul pe care îl folosesc este exploziv, iar unul dintre lucrurile pe care am dorit să le facem a fost o baterie care ar fi sigură să funcționeze fără acest pachet rigid”, a spus Lin pentru Ars. Din păcate, ambalajele flexibile din polimeri sau alte materiale extensibile pot fi ușor pătrunzate de aer sau apă, care vor reacționa cu electroliți standard, generând multă căldură, ceea ce poate duce la incendii și explozii. Acesta este motivul pentru care, în 2017, oamenii de știință au început să experimenteze cu electroliți cu hidrogel cvasi-solid.
Aceste hidrogeluri au fost făcute dintr -o plasă polimerică care le -a dat forma lor, reticulante precum Borax sau legături de hidrogen care au menținut această plasă, o fază lichidă din apă, și sare sau alți aditivi electroliți care furnizează ioni care s -au deplasat prin gelul apos ca bateria încărcată sau descărcată.
Dar hidrogelii de genul acesta au avut propria lor parte corectă de probleme. Prima a fost o fereastră de stabilitate electrochimică destul de îngustă – o zonă sigură de tensiune la care poate fi expusă bateria. „Acest lucru limitează într -adevăr cât de multă tensiune poate ieși bateria dvs.”, spune Peisheng He, cercetător la senzorul UC Berkeley și Centrul de actuator și autorul principal al studiului. „În zilele noastre, bateriile funcționează de obicei la 3,3 volți, astfel încât fereastra lor de stabilitate trebuie să fie mai mare decât asta, probabil patru volți, ceva de genul acesta.” Apa, care a fost baza acestor electroliți de hidrogel, de obicei s -a rupt în hidrogen și oxigen atunci când este expusă la aproximativ 1,2 volți. Această problemă a fost rezolvată prin utilizarea apei sărate puternic concentrate încărcate cu săruri de litiu extrem de fluorurate, ceea ce a făcut mai puțin probabil să se descompună. Dar acest lucru i -a determinat pe cercetători direct în probleme de siguranță, deoarece sărurile de litiu fluorate sunt foarte toxice pentru oameni.
Comentarii recente