Flexible Batterieleistung

Flexible Batterieleistung

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Anonim

Japanische Wissenschaftler haben einen papierähnlichen Akku auf Polymerbasis hergestellt. Die Nachrichten werden in der neuesten Ausgabe der Zeitschrift Chemical Communications der Royal Society of Chemistry veröffentlicht.

Angesichts der jüngsten Fortschritte in der Technologie tragbarer elektronischer Geräte besteht ein Bedarf an flexiblen Batterien, um diese mit Strom zu versorgen.

Dr. Hiroyuki Nishide, Hiroaki Konishi und Takeo Suga von der Waseda-Universität haben die Batterie entworfen, die aus einem redoxaktiven organischen Polymerfilm mit einer Dicke von etwa 200 Nanometern besteht. Es sind Nitroxid-Radikalgruppen gebunden, die als Ladungsträger wirken.

Der Akku hat aufgrund seiner hohen Radikaldichte eine hohe Lade- / Entladekapazität.

Dr. Nishide sagte: „Dies ist nur einer von vielen Vorteilen der Batterie für organische Radikale gegenüber anderen Materialien auf organischer Basis, die durch die Menge der Dotierung begrenzt sind.

„Die Leistung ist bemerkenswert hoch - es dauert nur eine Minute, um den Akku vollständig aufzuladen. Und es hat eine lange Lebensdauer von oft mehr als 1.000 Zyklen. “

Das Team stellte den dünnen Polymerfilm durch ein lösungsverarbeitbares Verfahren her - ein lösliches Polymer mit den gebundenen Radikalgruppen wird auf eine Oberfläche „schleuderbeschichtet“. Nach der UV-Bestrahlung wird das Polymer dann mit Hilfe eines Bisazid-Vernetzungsmittels vernetzt.

Ein Nachteil einiger organischer radikalischer Polymere ist die Tatsache, dass sie in der Elektrolytlösung löslich sind, was zu einer Selbstentladung der Batterie führt. Das Polymer muss jedoch löslich sein, damit es schleuderbeschichtet werden kann.

Das vom japanischen Team verwendete Photovernetzungsverfahren überwindet jedoch das Problem und macht das Polymer mechanisch zäh.

Dr. Nishide sagte: "Dies war ein herausfordernder Schritt, da die meisten Vernetzungsreaktionen empfindlich gegenüber dem Nitroxidradikal sind."

Professor Peter Skabara, Experte für elektroaktive Materialien an der Universität von Strathclyde, lobte die hohe Stabilität und Herstellungsstrategie der Batterie auf Polymerbasis.

Er sagte: "Die Kunststoffbatterie trägt dazu bei, dass organische Gerätetechnologien in dünner und flexibler Form als Gesamtpaket funktionieren können."

Dr. Nishide sieht vor, dass die organische Radikalbatterie innerhalb von drei Jahren in Karten mit integrierten Schaltkreisen im Taschenformat verwendet werden kann, die für die Speicherung und Mikroprozessierung von Speichern verwendet werden.

Er sagte: "In Zukunft können diese Batterien in Anwendungen eingesetzt werden, die eine hohe Leistungsfähigkeit anstelle einer hohen Energiedichte erfordern, wie z. B. eine Batterie in elektronischen Geräten und eine Motorantriebsunterstützung in Elektrofahrzeugen."

Quelle: Royal Society of Chemistry