在很多人的印象中,電池永遠是或方、或圓的那么一塊。但是近日,有科學家宣稱,電池也可以變身成各種更有趣的形狀——在3D打印技術的幫助下,以更好地用于各種可穿戴科技產品。
近日,韓國國立蔚山科學家技術大學(UNIST)能源與化工學院能源工程系的研究人員在《Nano Letters》上發(fā)布了一篇名為《可打印固態(tài)鋰離子電池:邁向帶有美學功能的可變形狀電源以用于多功能柔性電子產品(Printable Solid-State Lithium-Ion Batteries: A New Route toward Shape-Conformable Power Sources with Aesthetic Versatility for Flexible Electronics)》,這篇論文的作者為Se-Hee Kim、Keun-Ho Choi、Sung-Ju Cho、Sinho Choi、Soojin Park和Sang-Young Lee。這篇論文討論了一種全新的可定制電池的可能性。
研究人員們稱,這種鋰離子電池將能夠以更方便的形式,在任何地方打印出來。他們將這種新型的電源稱為PRISS鋰離子電池,可以在具有復雜幾何形形狀的任意對象上連續(xù)打印,從而形成復雜的結構。研究人員指出,這些全新電源的用處將遠遠超過傳統(tǒng)的電池技術。
為了制造出這種全新的超級電池,科學家們使用了以下幾種物質的組合:
•SCE糊
•電極漿料
•UV固化丙烯酸酯聚合物
•高沸點電解質
不過科學家們正在尋找使用其它可更為先進的技術制造這些電池,以使其制造起來更為方便和經濟。
“為了擴展這種可打印電池的應用范圍,我們目前正在考慮多種打印技術。”該項目的負責人Sang-Young Lee教授稱,“噴墨和3D打印,都在我們的考慮范圍之內,因為它們可以使具有多維/多尺度復雜結構電源的制造變得簡便。但是更為迫切的先決條件是,每一種打印技術都需要滿足謝謝可打印電池部件的流變學要求,并不損害其電化學性能。我們的團隊最近在應用噴墨和3D打印技術來制造這些可打印電池方面取得了一些有趣的結果。這將會把可充電電源的應用帶到一個我們前所未見的全新領域。”
使用這些材料和3D打印的優(yōu)勢,研究人員得以去除掉一些多余的步驟和傳統(tǒng)的材料,正是這些東西限制了電池被制成其他的形狀。顯然,傳統(tǒng)電池的“外殼”是專門用來避免電池里的酸或其他材料出現(xiàn)泄漏以及保持電極的分開。但是隨著新結構形式的出現(xiàn),這些問題都已經不再是一個問題。
更令人稱奇的是,SCE糊和電極漿料的混合實現(xiàn)了一個全新的應用。比如,導電混合物甚至可以與模板一起使用,以用于一些裝飾性的設計,比如制成字母或各種形狀。它們還能夠通過連接器為LED供電。而且它們的功能很強,在經過30個周期后最多可以保留90%。然而,科學家們仍在努力進一步優(yōu)化其效率。
“所有的電池組件,如陰極,陽極和電解質,都可以打印成具有復雜幾何形狀的任意對象,從而可以使這種電池可以無縫集成到任何復雜形狀的對象上。”李說。
如上圖所示,科學家們用這種技術制造出了一個心形的電池,以及拼出了單詞PRISS。
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