微型柔性水凝膠鋰離子電池面世
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】近年來，各個國家都高度重視應(yīng)對全球氣候變化，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，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(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)，通過類似肥皂的分子協(xié)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(chǎn)生能量。這種獨特的設(shè)計使得該電池?fù)碛谐錾哪芰棵芏?，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(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，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(wù)后或壽命結(jié)束時，它可以被生物降解，從而減少了對環(huán)境的污染和負(fù)擔(dān)。
研究團(tuán)隊表示，這種微型電池有望在藥物釋放、心臟除顫和微型機(jī)器人等多個生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)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(jìn)合成細(xì)胞間帶電分子的運(yùn)動，從而實現(xiàn)對小鼠心臟跳動的控制及除顫功能。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世，無疑為能源存儲領(lǐng)域帶來了革命性的變革。其獨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)，不僅推動了鋰電池技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，也為整個行業(yè)提供了新的增長點。
資料來源：科技日報
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