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微型柔性水凝膠鋰離子電池面世

2024年10月30日 15:03:54來(lái)源:化工儀器網(wǎng)作者:小夢(mèng)點(diǎn)擊:4778
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  【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】近年來(lái),各個(gè)國(guó)家都高度重視應(yīng)對(duì)全球氣候變化,均采取各種利好政策和措施刺激能源轉(zhuǎn)型。隨著新能源汽車的強(qiáng)勢(shì)入局,全球各大企業(yè)都掀起一股“造車潮”。而作為電車的“心臟”——鋰電池,其性能與類型隨著電車的快速發(fā)展也日益多樣化。
 
  就在近日,英國(guó)牛津大學(xué)化學(xué)和藥理學(xué)系科學(xué)家利用水凝膠液滴,成功研制出一款微型柔性鋰離子電池。相關(guān)論文發(fā)表于新一期《自然·化學(xué)工程》雜志。
 
  傳統(tǒng)電池難以滿足醫(yī)療等設(shè)備對(duì)小型化、安全性和生物相容性的高要求;且此類電池應(yīng)該具備多種特性,如高容量、生物相容性、生物降解性和可激活性等。同時(shí),它們還應(yīng)具備遠(yuǎn)程控制能力,以適應(yīng)復(fù)雜多變的環(huán)境。然而,目前市場(chǎng)上還沒(méi)有集高容量、生物相容性、生物降解性和可激活性于一體的電池。
 
  為攻克這一難題,牛津大學(xué)科學(xué)家利用水凝膠液滴,采用表面活性劑支撐的組裝技術(shù),通過(guò)類似肥皂的分子協(xié)助,將三個(gè)體積僅為10納升的微型液滴連接起來(lái)。其中兩個(gè)液滴含有鋰離子顆粒,它們相互作用便能產(chǎn)生能量。這種獨(dú)特的設(shè)計(jì)使得該電池?fù)碛谐錾哪芰棵芏龋蔀槠褡钚〉乃z鋰離子電池。
 
  更為引人注目的是,這款電池還具備光激活特性。這意味著在某些特定條件下,如光照下,電池可以被激活并開(kāi)始工作。這一特性為遠(yuǎn)程控制提供了可能,使得電池能夠適應(yīng)更加復(fù)雜多變的環(huán)境。同時(shí),該電池還具備可充電性,這大大延長(zhǎng)了其使用壽命,提高了其實(shí)用性。
 
  值得一提的是,這款電池還具有生物降解能力。在完成任務(wù)后或壽命結(jié)束時(shí),它可以被生物降解,從而減少了對(duì)環(huán)境的污染和負(fù)擔(dān)。
 
  研究團(tuán)隊(duì)表示,這種微型電池有望在藥物釋放、心臟除顫和微型機(jī)器人等多個(gè)生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域大放異彩。在藥物釋放方面,通過(guò)精確控制藥物的釋放時(shí)間和劑量,提高治療效果并減少副作用。其次,在心臟除顫方面,這款電池可以促進(jìn)合成細(xì)胞間帶電分子的運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)小鼠心臟跳動(dòng)的控制及除顫功能。此外,在微型機(jī)器人領(lǐng)域,由于其小巧的體積和高能量密度,這款電池可以作為移動(dòng)的能量載體,為微型機(jī)器人提供穩(wěn)定且持久的電力支持。
 
  微型柔性水凝膠鋰離子電池的問(wèn)世,無(wú)疑為能源存儲(chǔ)領(lǐng)域帶來(lái)了革命性的變革。其獨(dú)特的柔性和高效的能量轉(zhuǎn)換效率,使其在可穿戴設(shè)備、生物醫(yī)學(xué)植入物以及物聯(lián)網(wǎng)傳感器等前沿科技領(lǐng)域中展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。這種電池的出現(xiàn),不僅推動(dòng)了鋰電池技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,也為整個(gè)行業(yè)提供了新的增長(zhǎng)點(diǎn)。
 
  資料來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)

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