แบตเตอรี่ lipo แบบยืดหยุ่น

การค้นพบนี้กระตุ้นให้นักวิจัยคนอื่นๆ พัฒนาแบตเตอรี่ Li-ion แบบยืดหยุ่นชนิดใหม่ที่ใช้วัสดุที่ไม่ได้มาตรฐาน เช่น โพลีเมอร์ยืดหยุ่นและของเหลวอินทรีย์แทนอิเล็กโทรไลต์เหลวที่ติดไฟได้ เกี่ยวกับวัสดุใหม่เหล่านี้ และบทความนี้จะศึกษาเกี่ยวกับแบตเตอรี่แบบรีชาร์จแบบยืดหยุ่นได้สองประเภทที่มีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ในปัจจุบัน

ชนิดแรกใช้อิเล็กโทรไลต์มาตรฐานแต่ใช้ตัวแยกโพลีเมอร์คอมโพสิตแทนโพลิเอทิลีนที่มีรูพรุนหรือวัสดุพอลิโพรพิลีนทั่วไป ทำให้สามารถงอหรือขึ้นรูปเป็นรูปทรงต่างๆ ได้โดยไม่แตกหัก ตัวอย่างเช่น ซัมซุงเพิ่งประกาศว่าพวกเขาได้พัฒนาแบตเตอรี่ที่สามารถคงรูปร่างไว้ได้แม้จะพับครึ่ง แบตเตอรี่เหล่านี้มีราคาแพงกว่าแบตเตอรี่แบบเดิม แต่มีอายุการใช้งานยาวนานกว่าเนื่องจากมีความต้านทานภายในน้อยกว่าจากอิเล็กโทรดและตัวแยกที่หนากว่า อย่างไรก็ตาม ข้อเสียประการหนึ่งคือความหนาแน่นของพลังงานที่ค่อนข้างต่ำ: สามารถเก็บพลังงานได้มากเท่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีขนาดใกล้เคียงกันเท่านั้น และไม่สามารถชาร์จใหม่ได้อย่างรวดเร็ว

ปัจจุบันแบตเตอรี่ Li-ion ประเภทนี้ใช้ใน Wearable Sensors เพื่อตรวจสอบสัญญาณชีพของร่างกาย แต่ยังสามารถรวมเข้ากับเสื้อผ้าอัจฉริยะได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่น Cute Circuit ผลิตเครื่องแต่งกายที่ติดตามระดับมลพิษทางอากาศและแจ้งเตือนผู้ใช้ผ่านจอแสดงผล LED ที่ด้านหลังเมื่อมีระดับสูงในบริเวณใกล้เคียงของผู้สวมใส่ การใช้แบตเตอรี่แบบยืดหยุ่นประเภทนี้จะทำให้การรวมเซ็นเซอร์เข้ากับเสื้อผ้าโดยตรงทำได้ง่ายขึ้นโดยไม่ทำให้เทอะทะหรืออึดอัด

แบตเตอรี่ลิเธียมมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสินค้าอุปโภคบริโภค เช่น โทรศัพท์มือถือและแล็ปท็อป แต่การปรับปรุงขีดความสามารถ (กำลัง, น้ำหนัก) สามารถนำไปสู่การใช้งานที่เป็นประโยชน์ เช่น อุปกรณ์ทางการแพทย์และรถยนต์ไฟฟ้า เนื่องจากแบตเตอรี่ส่วนใหญ่ใช้ปลอกแข็งที่มีอิเล็กโทรดอยู่ภายใน จึงมีการวิจัยอย่างกว้างขวางว่าสามารถพัฒนาแบตเตอรี่แบบยืดหยุ่นได้หรือไม่ ซึ่งจะช่วยให้มีรูปร่างที่แตกต่างกันและอุปกรณ์ที่อาจมีประสิทธิภาพมากขึ้น

รถยนต์ไฟฟ้าที่มีอยู่ในปัจจุบันมีช่วงที่จำกัดเนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานต่ำของแบตเตอรี่ซึ่งเป็นผลมาจากการใช้ปลอกหุ้มแบบแข็ง แบตเตอรี่ที่ยืดหยุ่นได้สามารถสวมใส่บนเสื้อผ้าหรือพันรอบพื้นผิวที่ไม่สม่ำเสมอ ซึ่งเปิดโอกาสใหม่ๆ ให้กับเทคโนโลยีที่สวมใส่ได้ นอกจากนี้ ความยืดหยุ่นที่มากขึ้นหมายถึงแบตเตอรี่สามารถจัดเก็บในที่แคบและปรับให้เข้ากับรูปทรงที่ผิดปกติได้ ซึ่งอาจส่งผลให้แบตเตอรี่มีขนาดเล็กกว่าแบตเตอรี่ทั่วไปที่มีพิกัดใกล้เคียงกัน

ผลการศึกษา:

นักวิจัยจาก University of California, Berkeley ได้พัฒนาแบตเตอรี่แบบยืดหยุ่นที่ใช้ฟอยล์โลหะแทนอิเล็กโทรดแบบแข็ง การออกแบบนี้รับประกันประสิทธิภาพที่ดีกว่าอุปกรณ์ปัจจุบันเนื่องจากประกอบด้วยแผ่นบาง ๆ หลายแผ่นซ้อนกันซึ่งส่งผลให้มีความหนาแน่นของพลังงานสูงในขณะที่ยังคงความยืดหยุ่นได้อย่างสมบูรณ์ ความพยายามครั้งก่อนโดยใช้วัสดุอื่นๆ เช่น กราฟีน ล้มเหลวเนื่องจากโครงสร้างที่เปราะบางและขาดความสามารถในการปรับขนาด อย่างไรก็ตาม การออกแบบฟอยล์โลหะใหม่มีโครงสร้างคล้ายกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเชิงพาณิชย์ และช่วยให้สามารถผลิตหน่วยเหล่านี้ในระดับอุตสาหกรรมได้โดยไม่ยาก

การใช้งาน:

แบตเตอรีลิโพที่ยืดหยุ่นได้สามารถนำไปสู่อุปกรณ์ทางการแพทย์ที่สวมใส่กับร่างกายได้ง่ายขึ้น รถยนต์ไฟฟ้าที่มีระยะการขับขี่ที่กว้างขึ้น เทคโนโลยีสวมใส่ได้ที่ไม่รบกวนการเคลื่อนไหว และการใช้งานอื่นๆ ที่ใช้ประโยชน์จากความยืดหยุ่นที่เพิ่มขึ้นนี้

สรุป:

การวิจัยที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเบิร์กลีย์ได้ผลิตแบตเตอรี่ที่มีความยืดหยุ่นซึ่งประกอบด้วยแผ่นฟอยล์โลหะซ้อนกันโดยไม่ต้องใช้วัสดุกราฟีนที่เปราะบาง การออกแบบนี้ให้ความหนาแน่นของพลังงานเพิ่มขึ้นกว่าอุปกรณ์ที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน ในขณะที่ยังคงความยืดหยุ่นอย่างสมบูรณ์ แบตเตอรี lipo แบบยืดหยุ่นยังมีศักยภาพในการใช้งานในรถยนต์ไฟฟ้า เทคโนโลยีที่สวมใส่ได้ และพื้นที่อื่นๆ ที่ความยืดหยุ่นที่เพิ่มขึ้นจะเป็นประโยชน์