Жесткое оригами, или Как увеличить плотность энергии батареи в 14 раз

9 Октября 2013 в 17:30, Ауслендер Дмитрий 2 884 просмотра 11

foldingli-ionbatteries

Складывая бумажную литий-ионную батарею по схеме Миура-ори, американские ученые показали, как можно увеличить плотность энергии в 14 раз. Целлюлозные аккумуляторы привлекают низкой ценой, способностью гнуться, а также возможностью выпускать батареи рулонами. Добавьте сюда компактный размер и получите батареи универсального применения.

О новых батареях на основе бумаги кратко рассказывает ресурс PhysOrg. Подробно работа исследователей из Университета Аризоны освещена в научном журнале Nano Letters. Складываемые батареи могут оказаться чрезвычайно полезными для устройств с ограниченным пространством внутри. Развитие складываемой бумажной электроники стало сигналом к созданию аналогичного источника питания, отмечают ученые.

В своем исследовании ученые использовали литий-ионные батареи, изготовленные методом печати чернилами с нанотрубками. Готовое изделие показало хорошую проводимость и относительно устойчивую емкость.

foldingli-ionbatteries1

Было обнаружено, что складывание батареи в один, два и даже три раза приводит к увеличению плотности поверхностной энергии в 1,9, 4,7 и 10,6 раза по сравнению с плоской батареей. А если использовать метод жесткого складывания, то батарею размером 6 х 7 см можно сложить в 25 слоев, увеличив плотность энергии в 14 раз на общей площади 1,68 квадратного сантиметра. Масса батареи при этом не меняется.

В целом, сложенные по схеме Миура-ори батареи имеют те же электрохимические характеристики, что и батареи плоского типа. Сканирование электронным микроскопом показало небольшое отслаивание поверхностного слоя из углеродных нанотрубок в некоторых местах изгиба. На других участках такое не наблюдалось.

Стоит отметить, что батареи сложенные жестким методом, по некоторым параметрам несколько уступают плоским батареям. Исследователи полагают, что эти потери могут быть связаны с деламинацией в местах пересечения перпендикулярных складок из-за наличия у батареи 16 вершин углов. Чтобы не допустить короткого замыкания, исследователи использовали между слоями гибкую тонкопленочную изоляцию.

Работа американских ученых демонстрирует потенциал складываемых литий-ионных батарей. В будущем использование новых алгоритмов складывания может позволить наладить массовое производство более сложных аккумуляторных батарей.

В последнее время гибким батареям уделяется все больше внимания. Активнее других в этом направлении работают корейские исследователи. Компания LG Chemical уже начала массовое производство нестандартных батарей для носимой электроники.

Жесткое оригами, или Как увеличить плотность энергии батареи в 14 раз

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

11 комментариев

  1. play2106

    Да блин не нужно все складывать и добавлять емкость, литий-ионные батареи прошлый век, нужно придумать что то новое с нового материала а не улучшать древнее

    • ...

      Например?

      • play2106

        Ну я не разработчик чертежей схем и не разбираюсь в материалах. Но как минимум есть 2 материала, писалось даже тут как то

        • Barracud

          Так точно, товарищ. Индустрия аккумуляторов находится в застое уже лет 20. Клепают новые процессоры и экраны - а про источники питания как-то всем пофиг. Читал как-то в Чипе про метановые аккумуляторы - году в 2002, с тех пор тихо ша

          • Guru

            Товарищ, вы не верно информированы. Аккумуляторы развиваются. просто темпы развития не поспевают за развитием электроники, подчиняющейся пока еще закону Мура. Существуют например литий-полимерные аккумуляторы, они есть и в новых телефонах и в ноутах. Есть и очень качественные литий-ионные батареи, которые к примеру устанавливаются в электромобили, с такой батареи твой телефон работал бы год. Вот только размер большой у таких батареек.

        • ...

          Может просто запросы потребителя не совсем могут удовлетворить возможности производителя? Я уверен что если есть, или только появится технология производства более емких аккумуляторов она тут же будет внедрена в производство так как это сразу дает преимущество над конкурентами! Делайте вывод если еще это не появилось на рынке значит его или нет или это невыгодно, пока что!

          • play2106

            на сколько я не люблю смарты от самсы но если бы его не нужно было заряжать неделю то может быть его купил бы только ради батареи. просто кому это надо у них вон гонка процессоров,камер и изогнутых дисплеев, а батареи уже много лет, что мешало тому же самсунгу заниматься разработкой нового аккумулятора? просто не хотят. а это был бы прорыв после которого никто не заикнулся сказать что самсунг в очередной раз копирует. скажи мне 8 лет назад что в будущем будут 8 ядерные мобильные процессоры и все та же батарея! ну я бы долго смеялся))) скорее всего не выгодно почему то, а почему, нам не дано знать

          • ...

            Более емкий аккумуляторы это не только продолжительность работы мобильных устройств. Это более конкурентоспособные электромобили, это та же космическая техника, и самое главное это робототехника у которой на сегодняшний день есть 2 основные проблемы это ПО и мобильный источник питания.

    • pandor

      до сих пор никто не отменял нобелевки за изобретение аккумулятора на 1,5 вольт

      • play2106

        давайте все скинемся и придумаем новый аккумулятор!!! получим бабло и откроем производство, после чего будем богачами D

        • ...

          :) Для начала если вас не затруднит, почитайте об основных принципах работы современных аккумуляторов и поймете что создание принципиально нового, с высокой плотностью энергии не так уж просто как бы нам хотелось ))

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.