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发布时间:2022-08-18 06:52:04来源:

导读 大家好,小科来为大家解答以上问题。这个很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧! 解答:1、加州大学圣地亚哥分校和加州公司ZPower的研究

大家好,小科来为大家解答以上问题。这个很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

解答:

1、 加州大学圣地亚哥分校和加州公司ZPower的研究人员开发了一种柔性可充电AgO-Zn电池,其表面能密度是锂离子电池的5至10倍。高功率能量密度使可充电银锌电池适用于下一代消费电子产品,包括物联网设备和可穿戴设备。

2、 这一突破是通过利用ZPower的专有技术和由加州大学圣地亚哥分校纳米工程团队开发的特殊墨水和表征技术实现的。研究人员表示,与大多数需要在真空无菌条件下制造的柔性电池相比,这种电池是在正常条件下使用丝网印刷工艺制造的,有助于降低成本和可扩展性。

3、 对于电池,研究人员使用了ZPower专有的阴极设计和化学成分,而加州大学圣地亚哥分校的团队则利用了他们在可印刷、可拉伸传感器和可拉伸电池方面的专业知识,以及电化学储能系统的高级表征。

4、 研究人员表示,这些电池还可以根据大小和容量进行定制。室温下的面积容量为每平方厘米50毫安,是典型锂离子电池的10至20倍。这意味着研究人员测试的电池在相同表面积下的功率增加了5到10倍。

5、 除了提高电池性能,另一个研究重点是通过使用低成本的可扩展制造工艺、灵活的基于聚合物的架构和定制的墨水配方来改进制造工艺。

6、 该团队的研究成果发表在《焦耳》期刊上。本文共同第一作者之一卢茵,博士生导师。加州大学圣地亚哥分校纳米工程教授约瑟夫王的学生在一份声明中说,这些“电池可以围绕电子设备而不是电池来设计。”

7、 “这种区域能力以前从未获得过,”尹说。“我们的制造方法既经济又可扩展。”

8、 电池的能量密度归因于AgO-Zn化学成分,这与大多数使用Ag2O-Zn化学成分的商用柔性电池不同。后者循环寿命有限,不到50次循环,容量低(根据加州大学圣地亚哥分校的研究论文,一次电池12mAh/cm2,二次电池3mAh/cm2),内阻高(~102),导致工作时电压降大。这些特点限制了银锌电池的应用。

9、 为了解决这些限制,研究人员使用了专有的AgO阴极材料。研究人员表示,虽然AgO传统上被认为是不稳定的,但ZPower的AgO阴极材料使用了专有的氧化铅涂层,以提高AgO的电化学稳定性和导电性。AgO-Zn化学成分也使电池具有低阻抗。进一步降低阻抗的是电池的印刷集流体,表现出“优异的导电性”。

10、 据研究人员介绍,这种新型电池的容量高于目前市场上的任何柔性电池,因为这种电池的阻抗要低得多。"阻抗越低,电池抗大电流放电的性能就越好."

11、 根据该论文,在测试作为二次电池(可充电)的柔性AgO-Zn电池的电化学性能期间的阻抗测量表明,在循环期间阻抗较低。试验结果还表明,与以前的研究相比,不稳定AgO氧化态的循环寿命可以通过显著提高循环寿命来控制。

12、 为了确定电池的阻抗,研究人员在整个电池循环过程中使用了DC内阻(DCIR)法,或者在分开的阳极和阴极半电池循环过程中使用锌箔作为参考的3电极配置。

13、 研究人员表示,3电极阻抗结果为提高电池的循环寿命和性能提供了可能的方法。这也说明AgO负极的阻抗是电池阻抗的主要部分。

14、 为了展示电池的性能,研究人员为一个集成了微控制器和蓝牙模块的柔性电子墨水显示系统供电,这需要脉冲大电流放电。调查结果显示,该电池性能优于纽扣锂电池,印刷电池充电80次以上,无任何“主要容量损失迹象”。此外,即使在反复弯曲和扭曲后,它们也能保持其功能。

15、 但首先,研究人员需要开发一种制造电池的新工艺。一个障碍是找到一种合适的墨水配方,使AgO可用于印刷。据研究人员称,AgO从未用于丝网印刷电池,因为它具有高氧化性,化学降解迅速。

16、 一旦他们开发出正确的墨水配方,电池可以在几秒钟内打印出来,并在几分钟内准备就绪。此外,电池可以在片对片或卷对卷工艺中印刷,从而提高制造速度和可扩展性。

17、 研究人员还开发了一种可印刷的柔性膜和固体KOH-PVA水凝胶,以实现低调的堆叠三明治结构。电池印刷在具有高熔点(约200C或400F)的可热封聚合物薄膜上。集电器、锌阳极、AgO阴极和它们相应的隔板各自构成堆叠的丝网印刷层。

18、 研究人员表示,全印刷、柔性和可充电AgO-Zn电池的制造和组装工艺可用于制造不同尺寸的电池,面积容量“可调”,从而实现为特定应用量身定制的可定制电池形状尺寸。

19、 该团队认为,它为可印刷柔性电池的进一步发展树立了一个新的基准。其他工作将包括进一步优化制造过程,墨水成分,层厚度和孔隙度。加州大学圣地亚哥分校和ZPower的纳米工程团队正在为5G设备和软机器人开发更便宜、更快的可充电电池。

20、 回顾黄浩宇

本文到此结束,希望对大家有所帮助。

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