Разтегателна, сгъваема и мощна батерия захранва смарт-часовниците по-дълго

Умните часовници могат да се окажат в състояние да работят много по-дълго благодарение на гъвкави, разтегливи, сгъваеми батерии.

Използвайки форма на японската техника за сгъване на хартия – оригами, изследова са доказали, че могат да накарат конвенционално произведените литиево-йонни батерии да се разтягат и огъват достатъчно, за да могат да се поберат в каишка за часовник. Така би имало много повече място за съхранение на енергия. Освен, че ще помогне за развитието на смарт-часовниците, методът – за който изобретателите казват, че е съвместим със стандартните производствени процеси – би могъл да доведе до създаването на подходящи батерии за всякакви други преносими електронни устройства, като например фитнес-ленти и сензори, които следят данни, свързани със здравеопазването.

elastic-battery

Понастоящем батериите на смарт-часовниците стоят зад екрана, споделяйки малкото пространство с всичката останала електроника, която работи в часовника. Така батериите заемат голяма част от наличното пространство. Освен това те имат сравнително малък енергиен капацитет – пречка за развитието на смарт-часовниците, казва Хангинг Джианг, професор по машинно и космическо инженерство в Държавния университет в Аризона. Той е ръководител на изследването за огъващите се батерии.

Днешните часовници не работят много дълго. Например новият часовник на Apple издържа само няколко часа, ако бъде използван „активно” за работа с различни приложения. Новата техника обаче може да помогне за удвояването на този енергиен капацитет, казва Джианг.

Изследователите са използвали своите огъващи се батерии за захранването на смарт-часовник на Samsung, показвайки, че еластичната лента с батерията в нея може да се огъва и да се разтяга, без това да засегне производителността на батерията.

През последното десетилетие учените постигнаха голям напредък в проектирането на разтеглива електроника, която да може да пасне на динамични и извити повърхности и форми като тези на човешкото тяло, без това да води до неизправност на устройствата. Въпреки това повечето подобни технологии разчитат на еластични материали и не са съвместими със съществуващите производствени процеси за батерии.

Джианг се вдъхновил да използва метода на оргигами при батериите, когато той забелязал, че конкретен модел на сгъване, известен като „Миура“, много наподобявал структурата на силиция, която той бил виждал по-рано в нано-проучвания. Това позволявало на материала да се разтяга при рпилагане върху повъхност от еластичен гумен материал.

Миналата година Джианг и колегите му демонстрираха сгъваеми литиево-йонни батерии, базирани на сгъването „Миура“. Но практическото приложение на този дизайн е ограничено, защото батерията може да се изменя само от сгънато състояние към разгънато, плоско състояние. Освен това сгънатата форма има неравна повърхност, което я прави негодна за приложения като каишка на часовник.

За да създадат по-съвместима форма, учените решили да използват киригами – вариация на оригами, която включва и рязане освен сгъването. Джианг и неговите колеги вече са успели да създадат лента с прорези по цялата ширина, преди да ламинират материала, и след това да огънат и усучат структурата, така че да се получат разтегливи батерии. Крайният резултат е поддържането на постоянна дебелина на устройството, когато то се разтяга.

В допълнение към демонстрирането на батерията в истински смарт-часовник, учените вече са тествали компактните и опънатите форми, за да потвърдят, че батерията запазва своите електрохимични и механични характеристики след много цикли на зареждане и разреждане. Сега групата работи по процеса на комерсиализиране на технологията. Джианг казва, технологията на киригами е приложима за други видове електронни устройства, освен батерии, като например сензори и суперкондензатори.

Коментари

Напиши коментар

E-mail адресът Ви няма да бъде публикуван




*