鉅大LARGE | 點擊量：1151次 | 2018年07月09日
世界上首個可拉伸水性鋰離子電池——可穿戴設(shè)備的動力之源
UNIST攜手能源與化學工程學院的研究小組已成功開發(fā)了世界上第一個可拉伸水性鋰離子電池，可為下一代可穿戴設(shè)備提供動力。
【圖注】示意圖展示了整個制造過程中的序列。
模仿自然功能的可伸縮電池材料，該研究領(lǐng)域當前的發(fā)展非常有趣，對于下一代可穿戴電子設(shè)備來說是必不可少的。UNIST最近的一項研究提出了一種生物發(fā)酵的Jabuticaba混合碳／聚合物（HCP）復合材料，該復合材料使用簡單且經(jīng)濟高效的溶解工藝開發(fā)出了可拉伸的集流體。研究小組首次將HCP復合材料用作可拉伸集電器，開發(fā)了一種基于水性電解質(zhì)的高度可拉伸的可充電鋰離子電池（ARLB）。
UNIST能源與化學工程學院的SoojinPark教授與KwedongSeo教授和SoYounKim教授共同領(lǐng)導了這一突破?？缮炜s的電子設(shè)備由于其極大的靈活性而引起了科學界對下一代設(shè)備的極大關(guān)注。柔性電子產(chǎn)品的商業(yè)利潤和需求日益增長，促使人們在材料的變形過程中尋求具有高力學耐用性和高導電性的高度可拉伸電極。盡管已經(jīng)提出了許多用于這些電極的方法，但是它們都無法同時實現(xiàn)電極的高拉伸性并具有可擴展性的制造工藝。
Park教授使用導電聚合物復合材料解決了這些問題，導電聚合物復合材料由簡單溶解過程中所含有碳納米管和炭黑的Jabuticaba類混合碳填料所組成。這種結(jié)構(gòu)的形狀類似巴西grapetreeJabuticaba樹。該研究小組發(fā)現(xiàn)，即便是在高應(yīng)變率下，HCP復合材料也能有效地保持其電導率，即表示其適用于高度拉伸的水性鋰離子電池。Seo教授負責制造可拉伸集電器，他說：“我們的研究結(jié)果將增大具有電化學和力學性能的可拉伸納米復合材料數(shù)量，并且可將其用于各種應(yīng)用中?！?/p>
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
導電填料在復合材料內(nèi)的滲透行為詳細分析，可使用拉伸下的原位SAXS測量來完成，其揭示了填料中不同類型的碳會形成高度互連的共支撐網(wǎng)絡(luò)。SoYounKim教授領(lǐng)導了原位SAXS實驗。SAXS是測量聚合物基質(zhì)中納米填料行為的非常有用的技術(shù)。此外，該研究小組首次開發(fā)了可拉伸的ARLB作為可拉伸的電源，使用HCP復合材料作為可拉伸的集電器，即使在100％應(yīng)變下也能向LED提供穩(wěn)定的電力。SoYounKim教授說：“這項研究有望優(yōu)化電化學和力學性能的可拉伸納米復合材料的設(shè)計，并可將其用于儲能裝置和可拉伸的電子器件。
