穿戴式装置的发展跟电池研发进展息息相关,如果装置中的电池续航力低、或是电池占太多空间使装置不轻便,消费者或许都会颇有微词,对此,香港理工大学研发出的“织物锂电池”有望解决上述挑战,新电池可挠又耐用,折叠 1,000 次仍可保持 100% 效能,能提供更稳定与安全的电力。
传统的锂离子电池无法折叠,体积又大又笨重,难以应用在穿戴式产品中,过去许多科学家都努力在开发可挠式锂电池,就像先前哥伦比亚大学基于人体脊椎的概念,研发出能量密度高达 242 Wh/L 的可挠锂离电池。
而这次香港理工大学则透过独门的聚合物辅助金属沉积法(PAMD),将铜、镍高电导金属均匀沉积在纺织品上,研发出具有优秀导电性、柔软性及耐曲折特性的导电织物,之后再添加电极活性材料、隔离膜与电解质,最终组装出织物锂电池。
新电池电池能量密度高达 450 Wh/L,柔软度也不错,可折叠、弯曲至半径小于 1 mm,而且折叠 1,000 次之后,效能仍能保持 100%,团队实验指出,相较之下,现有的可挠锂电池只能折叠至小于 25mm,最高能量密度也仅有 200 Wh/L。
除此之外,团队也有进行耐用测试,经过反复对折、扭曲、搓揉,以及连续敲打、削剪、穿刺后,电池也依然顽强,不仅不影响电压与效能,也没有起火爆炸的风险,大幅提高穿戴式装置的使用安全性。
带领研究团队的教授郑子剑表示,所有穿戴式电子装置都需要合适的电池,因此团队研发的织物锂电池应用潜力大,可用在医疗护理、通讯娱乐、体育、航太、服饰、物联网、感测器或定位,用途或许可超越人们想像。
一般来说,人们都希望穿戴式装置能越小越好,同时又期望装置能具备多项功能,监测或是定位功能精准度也得到位,而若要达成上述目标,电池居重要地位,首先电池要够小、耐折叠,这样才能置入可挠穿戴式装置中,若要具备多功能,电池的续航力也必须要够久。
或许现在的穿戴式装置还没办法满足大众的所有需求,但随着技术更迭、电池研发进展加速,未来某一天说不定能实现。
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(首图来源:香港理工大学)
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