Pin lipo linh hoạt

Khám phá này đã thúc đẩy các nhà nghiên cứu khác phát triển các loại pin Li-ion linh hoạt mới sử dụng các vật liệu không tiêu chuẩn như polyme đàn hồi và chất lỏng hữu cơ thay vì chất điện phân lỏng dễ cháy (chất cho phép các ion di chuyển giữa hai điện cực). trên các vật liệu mới này, và bài viết này sẽ khám phá hai loại pin sạc linh hoạt hiện có sẵn để sử dụng thương mại.

Loại đầu tiên sử dụng chất điện phân tiêu chuẩn nhưng có bộ tách hỗn hợp polyme thay vì vật liệu polyetylen hoặc polypropylen xốp thông thường. Điều này cho phép nó được uốn cong hoặc định hình thành các dạng khác nhau mà không bị gãy. Ví dụ, Samsung gần đây đã thông báo rằng họ đã phát triển một loại pin có thể giữ nguyên hình dạng của nó ngay cả khi gấp đôi. Loại pin này đắt hơn loại truyền thống nhưng có thể sử dụng lâu hơn vì có ít điện trở bên trong hơn từ các điện cực và dải phân cách dày hơn. Tuy nhiên, có một nhược điểm là mật độ năng lượng của chúng tương đối thấp: Chúng chỉ có thể lưu trữ năng lượng ngang với pin Li-ion có kích thước tương tự và không thể sạc lại nhanh chóng.

Loại pin Li-ion này hiện được sử dụng trong Thiết bị cảm biến đeo để theo dõi các dấu hiệu quan trọng của cơ thể, nhưng nó cũng có thể được tích hợp vào quần áo thông minh. Ví dụ: Cute Circuit tạo ra một chiếc váy theo dõi mức độ ô nhiễm không khí và cảnh báo người dùng thông qua màn hình LED ở mặt sau khi có mức độ cao trong vùng lân cận của người mặc. Việc sử dụng loại pin linh hoạt này sẽ giúp việc tích hợp cảm biến trực tiếp vào quần áo dễ dàng hơn mà không gây thêm sự cồng kềnh hay khó chịu.

Pin Lithium được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm tiêu dùng như điện thoại di động và máy tính xách tay, nhưng những cải tiến về khả năng của nó (công suất, trọng lượng) có thể dẫn đến các ứng dụng có lợi như thiết bị y tế và ô tô điện. Vì hầu hết các loại pin đều sử dụng vỏ cứng với các điện cực được đặt bên trong, nên đã có nhiều nghiên cứu sâu rộng về việc liệu một loại pin dẻo có thể được phát triển để tạo ra các hình dạng khác nhau và các thiết bị có tiềm năng mạnh hơn hay không.

Các loại xe điện hiện có có phạm vi hoạt động hạn chế do mật độ năng lượng của pin thấp do sử dụng vỏ cứng. Pin linh hoạt cũng có thể được đeo trên quần áo hoặc quấn quanh các bề mặt không đều, điều này mở ra khả năng mới cho công nghệ đeo. Ngoài ra, tính linh hoạt cao hơn có nghĩa là pin có thể được lưu trữ trong không gian chật hẹp và có hình dạng bất thường; điều này có thể dẫn đến các loại pin có kích thước nhỏ hơn so với các loại pin thông thường được đánh giá tương tự.

Kết quả:

Một loại pin dẻo sử dụng lá kim loại thay vì các điện cực cứng đã được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học California, Berkeley. Thiết kế này hứa hẹn mang lại hiệu suất tốt hơn các thiết bị hiện tại vì nó được cấu tạo bởi nhiều tấm mỏng xếp chồng lên nhau, dẫn đến mật độ năng lượng cao trong khi vẫn hoàn toàn linh hoạt. Những nỗ lực trước đây sử dụng các vật liệu khác như graphene đã thất bại do tính dễ vỡ của các cấu trúc này và thiếu khả năng mở rộng của chúng. Tuy nhiên, thiết kế lá kim loại mới có cấu trúc tương tự như pin lithium-ion thương mại và cho phép các đơn vị này được sản xuất ở quy mô công nghiệp mà không gặp khó khăn.

Ứng dụng

Pin lipo linh hoạt có thể dẫn đến các thiết bị y tế dễ đeo trên người hơn, ô tô điện có phạm vi lái lớn hơn, công nghệ có thể đeo không cản trở chuyển động và các ứng dụng khác tận dụng lợi thế của việc tăng tính linh hoạt này.

Kết luận:

Nghiên cứu tại Đại học California Berkeley đã tạo ra một loại pin linh hoạt bao gồm các tấm lá kim loại xếp chồng lên nhau mà không sử dụng vật liệu graphene dễ vỡ. Thiết kế này cung cấp mật độ năng lượng tăng lên so với các thiết bị hiện tại trong khi vẫn hoàn toàn linh hoạt. Pin lipo linh hoạt cũng có những ứng dụng tiềm năng trong ô tô điện, công nghệ đeo được và các lĩnh vực khác có lợi thế về tính linh hoạt.