У смартфонов будущего в представлении дизайнеров все чаще оказываются складные или изогнутые экраны, а носимые датчики или вшитая в одежду электроника должна быть удобной и устойчивой к деформациям. Однако для этого необходимы гибкие аккумуляторы.
Специалисты Швейцарской высшей технической школы Цюриха разработали прототип гибкой тонкопленочной батареи, которую можно гнуть, растягивать и даже скручивать, не причиняя вреда запасу энергии. Главная, но не единственная особенность изобретения — инновационный электролит, та часть аккумулятора, через которую проходят ионы лития в процессе зарядки и разрядки.
Как и обычные аккумуляторы для смартфонов и ноутбуков, новинка собрана из слоев, как сэндвич. Однако исследователи впервые задействовали при создании литий-инонной батареи исключительно гибкие компоненты, пишет Science Daily.
Два токосъемника для анода и катода состоят из гибкого полимерного композита, изготовленного из электропроводящего углерода, который также служит внешней оболочкой. На внутренней поверхности композита расположен тонкий слой серебряных пластинок, наложенных друг на друга, как чешуя. Такая конструкция позволяет им не терять контакта, даже если токосъемник растягивается. Но даже если чешуйки потеряли контакт, ток все равно проходит через содержащий углерод композит, хотя и более слабо.
Затем ученые распылили катодный (из оксида марганца) и анодный (из оксида ванадия) порошки на определенные области слоя серебра. В качестве финального шага они уложили два токосъемника с подсоединенными электродами друг на друга, разделив их при этом слоем геля-электролита, содержащего воду с высокой концентрацией солей лития. По словам исследователей, преимущество использования геля-электролита состоит в том, что данное вещество не только хорошо проводит ионы лития, но также устойчиво к электрохимическому разложению. Кроме того, гель, в отличие от традиционных жидких электролитов, нетоксичен и невзрывоопасен, а потому неспособен причинить вред при повреждении батареи.
Такие аккумуляторы можно применять для изготовления дисплеев, которые сворачиваются в рулон, смартфонов со складным экраном и тканей, в которые вшиты различные датчики. Однако прежде прототип необходимо оптимизировать, подчеркивает главный изобретатель профессор Маркус Нидербергер. В частности, поскольку нынешнее решение соединено воедино при помощи клея, оно обладает небольшой долговечностью. Однако это поправимо, и в дальнейшем исследователи собираются усовершенствовать технологию и начать готовить ее к коммерческому воплощению.
Источник: hightech.plus