Bataryalar söz konusu olduğunda esnek yapılar akıllara son gelen şeyler olsa da teknolojinin ilerleyişiyle bu alandaki ihtiyaç giderek büyüyor. Esnek bataryalar, giyilebilir akıllı ve sağlık cihazları ile akıllı telefonlarda tasarımdan çalışma şekline kadar büyük değişiklikler sağlayabilir. Ve şimdi, Çinli bilim insanları tüm parçalarıyla tamamen esneyebilen yeni bir lityum-iyon batarya geliştirerek geleceğe göz kırptı.
Kullanım alanları çok geniş
Bükülen ve esneyen elektronik cihazların benzer özelliklere sahip pillere ihtiyacı bulunuyor. Bu tür pilleri üretmeyi deneyen çoğu araştırmacı şimdiye kadar bunları origamiye benzer şekilde genişletilebilir şekillere katlanmış sert bileşenlerle oluşturdu. Ancak gerçekten şekillendirilebilir, esnek bir pil için her parçanın – elektrotlar ve elektrolit katman dahil – elastik olması gerekiyor. Şimdiye kadar, gerçekten esnek pil prototipleri orta derecede esnekliğe, karmaşık montaj süreçlerine veya özellikle tekrarlanan şarj ve deşarj ile zaman içinde sınırlı enerji depolama kapasitesine sahipti.
Şimdi ise araştırmacılar, yüzde 5000 oranında genişleyebilen bir elektrolit tabakası da dahil olmak üzere tamamen esneyebilen bileşenlere sahip lityum-iyon batarya (pil) geliştirdiklerini ve yaklaşık 70 şarj/deşarj döngüsünden sonra bile kapasitesini koruyabildiğini bildiriyor. Üstelik elektrolit tabakası ile elektrotlar arasındaki zayıf bir bağlantıdan veya pil şekil değiştirdiğinde hareket edebilen sıvı elektrolitin kullanıldığı önceki tasarımlardan farklı olarak iki esnek elektrot filmi arasında kaynaşmış bir polimer katı katman kullandılar. Bu da şarj/deşarj döngüsünü, dayanıklılığı ve güvenliği artırıyor.
En nihayetinde araştırmacıların ortaya koyduğu katı esnek pil tasarımının, geleneksel sıvı elektrolitli benzer bir cihazla karşılaştırıldığında hızlı şarj oranında yaklaşık altı kat daha yüksek ortalama şarj kapasitesine sahip olduğu görüldü. Aynı şekilde, katı batarya 67 şarj ve deşarj döngüsünde daha istikrarlı bir kapasite sağladı. İlk 30 döngüde, sıvı elektrolitli piller tipik olarak elektrolit performansında yüzde 16‘lık bir düşüş görürken, katı polimer elektrolit aynı sayıda döngü sırasında sadece yüzde 1 düşüş gösteriyor.
Atılması gereken adımlar var
Tamamen esnek bataryanın elektrotlarını yapmak için ekip, gümüş nanoteller, karbon siyahı ve lityum bazlı katot veya anot malzemeleri içeren ince bir iletken macun filmini bir plaka üzerine yaydı. Araştırmacılar doğrudan bu filmin üzerine lityum tuzu, yüksek iletkenliğe sahip sıvı ve esnek bir polimer yapmak için gerekli malzemeleri eklediler. Işıkla aktive edildiğinde, bu bileşenler birleşerek orijinal uzunluğunun yüzde 5000’ine kadar esneyebilen ve lityum iyonlarını taşıyabilen katı, kauçuksu bir katman oluşturdu. Son olarak, yığının üzerine başka bir elektrot filmi yerleştirildi ve tüm cihaz koruyucu bir kaplamayla kaplandı. Araştırmacılar bataryanın hala kusurlu olduğunu ve daha birçok iyileştirmeye ihtiyaç duyduğunu kabul ediyor. Ancak konseptin başarılı bir şekilde uygulanmış olması nihai ürüne çok uzak olunmadığına işaret ediyor.
Kaynak : https://www.donanimhaber.com/tamamen-esneyebilen-batarya-akilli-cihazlarda-devrim-yapabilir–179613
