可穿戴雙極型可充鋁電池研究獲進展
可穿戴電子器件和柔性屏的蓬勃發(fā)展推動著對先進柔性儲能器件的不斷研究。為了滿足柔性和便攜性的雙重要求,柔性電池需要在電極材料選取和電池結(jié)構(gòu)設(shè)計上同時具備良好的柔性、高能量密度和較好的安全性能。目前大部分柔性電池的研究主要針對柔性材料和組件的開發(fā),在電池整體結(jié)構(gòu)上仍舊沿襲傳統(tǒng)單極型設(shè)計,并且為了維持電池整體的柔性、導(dǎo)電性和連接性,往往引入大量額外的非活性組件,致使電池能量密度大大降低。鑒于此,針對可穿戴電池的應(yīng)用特點進行電池結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新設(shè)計尤為重要。 近日,中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心清潔能源實驗室E01組研究人員,針對上述問題為柔性電池設(shè)計了一體化的雙極型結(jié)構(gòu),并將其應(yīng)用于可充鋁電池中(圖1),該設(shè)計充分結(jié)合了碳/聚乙烯膜的柔性和雙極型結(jié)構(gòu)的低內(nèi)阻、高能量密度的優(yōu)勢,具有較好的耐腐蝕性和易操作性(圖2),展現(xiàn)出了良好的電化學(xué)穩(wěn)定性和柔性(0°~120°),并可以直接做成表帶為4V商用電子表供電(圖3)。此外,該結(jié)構(gòu)設(shè)計可以組裝成10V雙極型可充鋁電池,可為商用工作電壓為9V的LED燈持續(xù)供電,且其體積僅為串聯(lián)的傳統(tǒng)單極型電池的54%(圖4),為高能量密度柔性電池的開發(fā)提供了新思路。 |