Икемді аккумулятор - Flexible battery

Иілгіш Li батареялары жеңілдетілген терапиядағы жарық шығаратын диодтарды қуаттандыру үшін тістерге бекітілген.
Икемді литий-ионды полимерлі батарея

Икемді батареялар болып табылады батареялар, деп жоспарланған негізгі және қосалқы формальды емес және икемді, дәстүрлі қатаңнан айырмашылығы. Олар үнемі иілу немесе бұралу кезінде де өздерінің тән формаларын сақтай алады. Портативті және икемді электроникаға деген қызығушылықтың артуы икемді аккумуляторлардың дамуына әкеліп соқтырды, олар сияқты өнімдерге енгізілуі мүмкін смарт-карталар, киюге болатын электроника, орамның жаңалығы, икемді дисплейлер және есірткіні трансдермальды жеткізу патчтары.[1][2] Икемді аккумуляторлардың артықшылығы - олардың сәйкестігі, салмағы және тасымалдануы, бұл оларды икемді және тозатын электроника сияқты өнімдерге енгізуді жеңілдетеді. Сондықтан әртүрлі икемді қуат көздерін, соның ішінде энергия тығыздығы жоғары және икемділігі бар бастапқы және қайта зарядталатын батареяларды жасауға күш салуда.

Негізгі әдістер мен құрылымдар

Жалпы алғанда, батарея бір немесе бірнеше батареядан жасалған гальваникалық элементтер, онда әрбір ұяшық тұрады катод, анод, бөлгіш, және көптеген жағдайларда қазіргі коллекторлар. Иілгіш батареяларда бұл компоненттердің барлығы икемді болуы керек. Бұл аккумуляторларды әр түрлі формада және әртүрлі әдістермен жасауға болады.[3] Бір тәсіл - полимерлік байланыстырғыштарды композициялық электродтарды жасау үшін қолдану, онда өткізгіштік қоспалар олардың өткізгіштігін жоғарылатады. Электрод материалдары икемді субстраттарға басып шығарылуы немесе жабылуы мүмкін. Иілгіштікті сақтау үшін ұяшықтар икемді орама материалдарымен біріктірілген. Басқа тәсілдерге электродтар суспензиясын фильтрлер арқылы фильтрлеу арқылы тұрақты қабықшаларды қалыптастыру немесе икемді матрицаны электрод материалдарын ұстау кіреді. Сондай-ақ, кабельдік батареялар сияқты басқа да дизайндар бар.[4]

Икемді екінші реттік (қайта зарядталатын) батареялар

Кәдімгі аккумуляторларды, мысалы мырыш-көміртекті және литий-ионды бейімдеуде көптеген күш-жігер жұмсалды, сонымен бірге икемді аккумуляторлар үшін нанобөлшектер кешендеріне негізделген жаңа материалдар жасалуда. суперконденсатор электродтар. Мысалы, икемді литий-ионды аккумуляторларды дамытуға күш салуда. Кейбір зерттеулер нанокөміртектерді икемді литий-ионды аккумуляторларға енгізді, ал Li бар батареялар бар4Ти5O12 және LiFePO4 анод және катод ретінде графен - ағымдағы коллектор.[5] Көміртекті нанотүтік электродтар туралы да айтылды: таза,[6] және Ли-мен біріктірілген4Ти5O12, LiCoO2,[7] немесе SnO2.[8] Тағы бір даму - жұқа қабатты органикалық күн батареясын өте жұқа және өте икемді литий-полимерлі батареямен біріктіретін қағаздан жасалған икемді өздігінен зарядталатын батарея. Бұл жарық түскен кезде өзін қайта зарядтайды.[9]

Икемді бастапқы батареялар

AA және AAA батареяларына баламалы, бір реттік, икемді бастапқы аккумуляторлар, сондай-ақ смарт-карталарға, медициналық патчтерге, құттықтау карталарына, ойыншықтарға және бір реттік құрылғыларға қатысты болып табылады.[10] Литий-ионды аккумуляторларға қарағанда сулы электролиті бар алғашқы батареялардың артықшылығы олардың экологиялық таза және өндірудің қарапайымдылығын қамтиды. Бір қабатты көміртекті нанотүтікшелерді қолданатын икемді мырыш-көміртекті батарея туралы 2010 жылы хабарланған.[11]

Сілтілі аккумуляторлар қарапайым жүктеме кезінде қарапайым мырыш-көміртекті батареяларға қарағанда төзімді. Сілтілік аккумулятор MnO пайдаланады2 мұнда электролит ретінде мырыш анодымен бірге белсенді материал, ал KOH қолданылады. Иілгіш сілтілі жасуша бірнеше қиындықтарды тудырады, өйткені әлсіз қышқыл немесе бейтарап электролиттерді қолданатын мырыш-көміртекті жасушалармен салыстырғанда КОН неғұрлым негізді және коррозиялы. Gaikwad 2011 жылы нейлон торын қолданатын сілтілі батареяны ұсынды.[12]

Бизнес және коммерциализация

Иілгіш литий-ионды және мырыш-көміртекті жүйелерді коммерцияландыру жұмыстары жалғасуда. LG компаниясы икемді кабельдік аккумулятор шығаруды ұсынады.[13] Жұқа пленкалы аккумуляторлардың әлемдік нарығы 2011 жылы 33,5 миллион доллардан 2012 жылы 51,8 миллион долларға дейін өсті және 2013 жылдың аяғында 87,3 миллион долларға бағаланады.[14] Мырышқа негізделген икемді бір реттік аккумуляторлар өндірушілеріне Printed Energy (Brisbane, QLD, AU), Blue Spark Technologies (Westlake, OH, US), FlexEl (College Park, MD, АҚШ), Printechnologics (Chemnitz, Германия) және т.б. жатады. Литий-ионды жүйенің жеткізушілеріне GS NanoTech (Сеул, Оңтүстік Корея), Cymbet (Elk River, MN, АҚШ) және Excellatron (Атланта, GA, АҚШ) кіреді.

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ «Samsung, LG икемді дисплеймен жабдықталған смартфондарын 2H14-те шығарады» дейді есеп беру. Цифрлық сан. 26 маусым 2014. мұрағатталған түпнұсқа 2014 жылғы 29 маусымда. Алынған 1 шілде, 2014.
  2. ^ «Ультра сезімтал икемді және тозатын бионикалық датчиктер». Printedelectronicsworld.com. Алынған 19 қараша 2014.
  3. ^ Тегерани, З .; Корочкина, Т .; Говиндаражан, С .; Томас, Дж .; o'Mahony, Дж .; Кетл Дж.; Клэйпол, ТК .; Гетин, Д.Т. (2015-11-01). «Тозатын электронды қосымшаларға арналған ультра-жұқа икемді экранды қайта зарядталатын полимерлі батарея». Органикалық электроника. 26: 386–394. дои:10.1016 / j.orgel.2015.08.007. ISSN  1566-1199.
  4. ^ «LG Chem компаниясы жақын арада кабельдік батареяларды көптеп шығарады». Қазақша.yonhapnews.co.kr. 2013-10-08.
  5. ^ Ли, Н .; Чен, З .; Рен, В .; Ли, Ф .; Cheng, H. M. (2012). «Графен негізіндегі икемді литий-ионды аккумуляторлар, ультра жылдамдықтағы зарядтау және разрядтау жылдамдығымен». Америка Құрама Штаттарының Ұлттық Ғылым Академиясының еңбектері. 109 (43): 17360–17365. Бибкод:2012PNAS..10917360L. дои:10.1073 / pnas.1210072109. PMC  3491507. PMID  23045691.
  6. ^ Пушпарай, В.Л .; Шайджумон, М.М .; Кумар, А .; Муругесан, С .; Ци, Л .; Вайтай, Р .; Линхардт, Дж .; Наламасу, О .; Ajayan, P. M. (2007). «Нанокомпозиттік қағазға негізделген икемді энергия жинақтағыш құрылғылар». Ұлттық ғылым академиясының материалдары. 104 (34): 13574–13577. Бибкод:2007PNAS..10413574P. дои:10.1073 / pnas.0706508104. PMC  1959422. PMID  17699622.
  7. ^ Ху, Лянбин; Ву, Хуэй; Ла Мантиа, Фабио; Ян, Юань; Cui, Yi (2010). «Жіңішке, икемді екінші ретті ли-ионды аккумуляторлар». ACS Nano. 4 (10): 5843–5848. дои:10.1021 / nn1018158. PMID  20836501.
  8. ^ Ноерохим, Лукман; Ванг, Цзя-Чжао; Чоу, Шу-Лей; Векслер, Дэвид; Лю, Хуа-Кун (2012). «Бір қабатты көміртекті нанотрубка / SnO2 икемді литий-ионды аккумуляторларға арналған анодты қағаз ». Көміртегі. 50 (3): 1289–1297. дои:10.1016 / j.carbon.2011.10.049.
  9. ^ Гамильтон, Тайлер (2007 ж. 4 сәуір) Ешқашан зарядтаудың қажеті жоқ икемді аккумуляторлар. Технологиялық шолу
  10. ^ «Кезек | Тозатын электронды қосымшаларға арналған ультра-жұқа икемді экранды қайта зарядталатын полимерлі батарея - KUNDOC.COM». kundoc.com. Алынған 2018-07-28.
  11. ^ Хиралал, Притеш; Имаизуми, Синдзи; Уналан, Хусну Эмрах; Мацумото, Хидетоши; Минагава, Миэ; Рувала, Маркку; Таниока, Акихико; Амаратунга, Gehan A. J. (2010). «Наноматериалдармен жақсартылған барлық қатты иілгіш мырыш, көміртекті аккумуляторлар». ACS Nano. 4 (5): 2730–2734. дои:10.1021 / nn901391q. PMID  20415426.
  12. ^ Гайквад, Абхинав М .; Уайтинг, Григорий Л .; Стингарт, Даниэль А .; Ариас, Ана Клаудия (2011). «Торға ендірілген электродтарға негізделген жоғары икемді, басылған сілтілі батареялар». Қосымша материалдар. 23 (29): 3251–3255. дои:10.1002 / adma.201100894. PMID  21661062.
  13. ^ «LG Chem компаниясы жақын арада кабельдік батареяларды көптеп шығарады». Қазақша.yonhapnews.co.kr. Алынған 19 қараша 2014.[өлі сілтеме ]
  14. ^ Гальярди, Маргарет (2013) Жұқа қабатты аккумуляторларға арналған әлемдік нарықтар мен технологиялар. BCC зерттеуі. ISBN  1-56965-525-1

Сыртқы сілтемелер