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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
來源：化工儀器網 作者：小夢 點擊量：8231
英國牛津大學化學和藥理學系科學家利用水凝膠液滴，成功研制出一款微型柔性鋰離子電池。
【化工儀器網 項目成果】近年來，各個國家都高度重視應對全球氣候變化，均采取各種利好政策和措施刺激能源轉型。隨著新能源汽車的強勢入局，全球各大企業都掀起一股“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展也日益多樣化。
就在近日，英國牛津大學化學和藥理學系科學家利用水凝膠液滴，成功研制出一款微型柔性鋰離子電池。相關論文發表于新一期《自然·化學工程》雜志。
傳統電池難以滿足醫療等設備對小型化、安全性和生物相容性的高要求；且此類電池應該具備多種特性，如高容量、生物相容性、生物降解性和可激活性等。同時，它們還應具備遠程控制能力，以適應復雜多變的環境。然而，目前市場上還沒有集高容量、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，牛津大學科學家利用水凝膠液滴，采用表面活性劑支撐的組裝技術，通過類似肥皂的分子協助，將三個體積僅為10納升的微型液滴連接起來。其中兩個液滴含有鋰離子顆粒，它們相互作用便能產生能量。這種獨特的設計使得該電池擁有出色的能量密度，成為迄今最小的水凝膠鋰離子電池。
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始工作。這一特性為遠程控制提供了可能，使得電池能夠適應更加復雜多變的環境。同時，該電池還具備可充電性，這大大延長了其使用壽命，提高了其實用性。
值得一提的是，這款電池還具有生物降解能力。在完成任務后或壽命結束時，它可以被生物降解，從而減少了對環境的污染和負擔。
研究團隊表示，這種微型電池有望在藥物釋放、心臟除顫和微型機器人等多個生物醫學領域大放異彩。在藥物釋放方面，通過精確控制藥物的釋放時間和劑量，提高治療效果并減少副作用。其次，在心臟除顫方面，這款電池可以促進合成細胞間帶電分子的運動，從而實現對小鼠心臟跳動的控制及除顫功能。此外，在微型機器人領域，由于其小巧的體積和高能量密度，這款電池可以作為移動的能量載體，為微型機器人提供穩定且持久的電力支持。
微型柔性水凝膠鋰離子電池的問世，無疑為能源存儲領域帶來了革命性的變革。其獨特的柔性和高效的能量轉換效率，使其在可穿戴設備、生物醫學植入物以及物聯網傳感器等前沿科技領域中展現出巨大的應用潛力。這種電池的出現，不僅推動了鋰電池技術的進一步發展，也為整個行業提供了新的增長點。
資料來源：科技日報
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