據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道,隨著可穿戴電子設(shè)備的興起,具有柔性的超薄印刷薄膜電池日漸成為科學(xué)家研究的熱點(diǎn)。包括有機(jī)半導(dǎo)體薄膜晶體管在內(nèi)的新技術(shù)紛紛涌現(xiàn),但由于穩(wěn)定性等局限性還無(wú)法應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)品之上。研究人員提出一種新的方案——鋅二氧化錳電池。
發(fā)展薄膜印刷電池的一大動(dòng)力是其可以通過(guò)制造柔性電子設(shè)備的其余部件的生產(chǎn)線來(lái)生產(chǎn),從而提高集成度,降低生產(chǎn)成本。堿性電池與鋰離子電池相比,原料更為環(huán)保,無(wú)需密封,成本更低。堿性化學(xué)電池的制造,采用模板印刷到纖維基材之上,可彎曲、能驅(qū)動(dòng)柔印印刷電路,并滿足其所需要的性能特征。
研究中,通過(guò)使用一種特殊的制造工藝,研究人員能將10個(gè)單元的電池串聯(lián)起來(lái)組成串聯(lián)電路,峰值電壓可達(dá)14伏,容量為0.8毫安時(shí)。這種新型薄膜電池可采用目前商業(yè)上通用的聚乙烯醇或聚乙烯纖維素薄膜為原材料,使用100微米厚的薄膜隔離鋅和二氧化錳電極并成為其基板。疏水性氟聚合物溶液(特氟隆AF)被印刷在兩個(gè)電極之間,以減少電解質(zhì)的遷移以及與相鄰的其他電池中電極的接觸。不同單元電池用含銀的印刷油墨連接。
為了確定其在真實(shí)的印刷電路中的性能,研究人員對(duì)該電池進(jìn)行了與現(xiàn)實(shí)使用環(huán)境類似的測(cè)試。結(jié)果顯示,該電路的電壓波形在以10毫秒為單位的測(cè)量中均保持在13伏左右。20分鐘后,沒(méi)有檢測(cè)到超過(guò)該幅度的變化,這表明新電池有著較為穩(wěn)定的供電能力。