Esnek lipo pil

Bu keşif, diğer araştırmacıları, yanıcı sıvı elektrolitler (iyonların iki elektrot arasında hareket etmesine izin veren madde) yerine elastik polimerler ve organik sıvılar gibi standart olmayan malzemeleri kullanan yeni türde esnek Li-iyon piller geliştirmeye teşvik etti. Birçok şirket, bu pillere dayalı ürünler geliştirdi. Bu yeni materyaller üzerine konuşacağız ve bu makale şu anda ticari kullanım için mevcut olan iki tür esnek şarj edilebilir pili inceleyecek.

Birinci tip, standart bir elektrolit kullanır ancak alışılagelmiş gözenekli polietilen veya polipropilen malzeme yerine bir polimer kompozit ayırıcı içerir. Bu, kırılmadan bükülmesine veya farklı şekillerde şekillendirilmesine olanak tanır. Örneğin Samsung geçtiğimiz günlerde ikiye katlandığında bile şeklini koruyabilen böyle bir pil geliştirdiklerini duyurdu. Bu piller geleneksel pillerden daha pahalıdır ancak daha kalın elektrotlar ve ayırıcılardan kaynaklanan iç direnç daha az olduğundan daha uzun süre dayanabilirler. Ancak bir dezavantajı nispeten düşük güç yoğunluklarıdır: Yalnızca benzer boyuttaki bir Li-ion pil kadar enerji depolayabilirler ve o kadar hızlı şarj edilemezler.

Bu tip Li-ion pil şu anda vücudun yaşamsal belirtilerini izlemek için Giyilebilir Sensörlerde kullanılıyor ancak akıllı giysilere de entegre edilebiliyor. Örneğin Cute Circuit, hava kirliliği seviyelerini izleyen ve kullanıcının yakın çevresinde yüksek seviyeler olduğunda kullanıcıları arkadaki LED ekran aracılığıyla uyaran bir elbise üretiyor. Bu tür esnek pillerin kullanılması, sensörlerin fazlalık veya rahatsızlık yaratmadan doğrudan giysilere entegre edilmesini kolaylaştıracaktır.

Lityum piller, cep telefonları ve dizüstü bilgisayarlar gibi tüketici ürünlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak yeteneklerindeki (güç, ağırlık) iyileştirmeler, tıbbi cihazlar ve elektrikli arabalar gibi faydalı uygulamaların ortaya çıkmasına neden olabilir. Çoğu pil, elektrotların içine yerleştirildiği sert bir muhafaza kullandığından, farklı şekillere ve potansiyel olarak daha güçlü cihazlara olanak sağlayacak esnek bir pilin geliştirilip geliştirilemeyeceği konusunda kapsamlı araştırmalar yapılmıştır.

Şu anda mevcut elektrikli araçlar, sert muhafazaların kullanılmasından kaynaklanan pillerin düşük güç yoğunluğu nedeniyle sınırlı bir menzile sahiptir. Esnek piller aynı zamanda giysilere de takılabilir veya düzensiz yüzeylerin etrafına sarılabilir, bu da giyilebilir teknoloji için yeni olanaklar doğurur. Ayrıca daha fazla esneklik, pillerin dar alanlarda saklanabileceği ve olağandışı şekillere uyabileceği anlamına gelir; bu, benzer şekilde derecelendirilmiş geleneksel pillerden daha küçük boyutlu pillerle sonuçlanabilir.

Sonuçlar:

Berkeley'deki Kaliforniya Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, sert elektrotlar yerine metal folyo kullanan esnek bir pil geliştirdi. Tasarım, mevcut cihazlardan daha iyi performans vaat ediyor çünkü bir araya getirilmiş çok sayıda ince tabakadan oluşuyor ve bu da tamamen esnek kalırken yüksek enerji yoğunluğu sağlıyor. Grafen gibi diğer malzemeleri kullanan önceki girişimler, bu yapıların kırılganlığı ve ölçeklenebilirlik eksikliği nedeniyle başarısız oldu. Ancak yeni metal folyo tasarımı, ticari lityum iyon pillere benzer bir yapı izliyor ve bu birimlerin endüstriyel ölçekte hiçbir zorlukla karşılaşmadan üretilmesine olanak tanıyor.

Uygulamalar:

Esnek lipo piller, vücuda daha kolay taşınan tıbbi cihazlara, daha geniş sürüş mesafesine sahip elektrikli otomobillere, harekete müdahale etmeyen giyilebilir teknolojilere ve bu artan esneklikten yararlanan diğer uygulamalara yol açabilir.

Sonuç:

California Berkeley Üniversitesi'ndeki araştırma, kırılgan grafen malzemesi kullanılmadan istiflenmiş metal folyo levhalardan oluşan esnek bir pil üretti. Bu tasarım, tamamen esnek kalarak mevcut cihazlara göre daha fazla enerji yoğunluğu sağlar. Esnek lipo pillerin elektrikli otomobillerde, giyilebilir teknolojide ve artan esnekliğin avantajlı olduğu diğer alanlarda da potansiyel uygulamaları vardır.