基于液体金属的稳定和可拉伸的电子织品离子电池
Jie Pu1,2,3, Qinghe Cao1,2, Yong Gao1
1Frontiers Science Center for Flexible Electronics, Institute of Flexible Electronics, Northwestern Polytechnical University, Xi'an, 710072, P. R. China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|September 15, 2023
概括
研究人员开发了一种可伸缩的液体金属阳极,用于稳定的离子电池 (ZIB). 这项创新使得在应力下能够实现无树的性能,为健康监测和热管理的可穿戴电子设备提供动力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 可穿戴电子产品的电子产品
背景情况:
- 电子织品对于智能可穿戴设备至关重要,但需要稳定,可伸缩的电源.
- 目前用于可穿戴设备的电源设备在机械应力下面对稳定性和多功能性的限制.
研究的目的:
- 为稳定的离子电池 (ZIB) 开发一种内在可拉伸的纤维阳极.
- 在拉伸条件下研究ZIB中基于液体金属的阳极在拉伸条件下的性能.
- 为了证明ZIB与其他可穿戴电子元件的集成.
主要方法:
- 制造用于ZIBs的基于液体金属的纤维阳极.
- 在各种应变级别 (高达50%) 下对ZIB进行电化学测试.
- 循环稳定性测试在50%的应变下进行300个循环.
- 集成ZIB与传感器,朱尔加热器和无线充电设备.
主要成果:
- 液体金属阳极表现出无树的沉积和在拉伸下稳定的性能.
- 在50%的应变下,ZIB在300个循环后保持了83.0%的初始容量 (139.8 mAh cm-3).
- 纤维ZIB表现出优越的性能,与裸纤维ZIB相比.
- 实现了可穿戴传感器和加热器的成功集成和稳定的电源供应.
结论:
- 开发的基于液体金属的纤维阳极为可穿戴电子产品中稳定和可伸缩的电源提供了有前途的解决方案.
- 在应变下,无树的性能使其适用于坚固的电子织品.
- 这项技术有可能用于先进的人体信号监控和个人热管理应用.
