Team udvikler meget fleksibelt højenergi tekstil litiumbatteri til bærbar elektronik

PolyUs nye letvægts tekstil litiumbatteri viser en høj energitæthed på mere end 450 Wh/L, og fremragende fleksibilitet - med en bøjningsradius på mindre end 1 mm, og foldbarhed på over 1, 000 cyklusser med marginal kapacitetsnedbrydning. Sammenlignet med, det eksisterende bøjelige litiumbatteri kan kun nå en bøjningsradius på ca. 25 mm, og med meget lavere ydelse på mindre end 200 Wh/L. Tekstil litiumbatteriet, mindre end 0,5 mm tyk, har også mulighed for hurtig opladning/afladning, og lang levetid, der kan sammenlignes med konventionelle lithiumbatterier. [Se bilaget for detaljeret sammenligning af ydeevnen mellem PolyUs tekstil litiumbatteri og andre batterier]

Innovationen udviklet af forskerteamet ved PolyU's Institute of Textiles and Clothing (ITC) har snuppet tre priser på den 47. internationale udstilling af opfindelser i Genève, der blev afholdt i april i år, nemlig en guldmedalje og to Special Merit Awards.

Professor ZHENG Zijian, der leder ITC -forskerholdet, sagde, "Bærbar teknologi er blevet navngivet som den næste globale store markedsmulighed efter smartphones. Globale markedsindtægter for bærbare enheder forventes at vokse med spring og grænser, over 20% årligt, at nå 100 milliarder dollars i 2024. Da al bærbar elektronik vil kræve bærbar energiforsyning, vores nye teknologi til fremstilling af tekstil litiumbatteri tilbyder lovende løsning på en bred vifte af næste generations applikationer, lige fra sundhedspleje, infotainment, sport, rumfart, mode, IoT [tingenes internet] til enhver sansning eller sporing af anvendelser, der endda kan overstige vores fantasi i dag. "

Litiumbatteri er i øjeblikket det dominerende genopladelige batteri på markedet på grund af dets relativt høje energitæthed og lange cyklustid. Da konventionelt voluminøst tungt litiumbatteri er svært at bruge i bærbare enheder, i løbet af det sidste årti, forskere har bestræbt sig på at udvikle bøjeligt litiumbatteri, ofte ved at bruge metalfolier som nuværende samlere. Imidlertid, det er kun indtil fremkomsten af ​​PolyUs tekstil litiumbatteri, at flaskehalse over energitæthed, fleksibilitet, mekanisk robusthed og cykelstabilitet, der kan håndteres.

Anvendelse af PolyUs patenterede nye teknologi til polymerassisteret metaldeponering (PAMD), stærkt ledende metal, kobber (Cu) og nikkel (Ni) afsættes ensartet og konformt på forbehandlede tekstiler. Sådanne fremstillede metalliske stoffer, med lav plademodstand og stort overfladeareal, tjene som nuværende samlere i batteri. Efter tilsætning af aktive materialer til at fungere som katode og anode, metalliske stoffer, sammen med separator og elektrolyt, er samlet i tekstil litiumbatteriet.

Laboratorietests udført af ITC -teamet har bevist den ekstremt høje mekaniske stabilitet, holdbarhed og sikkerhed for tekstil litiumbatteriet under deformation. Når batteriet gentagne gange foldes halvt, snoet i forskellige vinkler eller frit krøllet, dens spændingsvindue forblev uændret. Bøjningstest viste, at batteriet kan bøjes over 1, 000 gange med marginal kapacitetsforringelse. Sikkerhedstest udført ved kontinuerlig hamring, Trimning med saks og penetrering med søm viste, at batteriet stabilt kan levere strøm til de elektroniske komponenter uden risiko for at tage ild eller briste.