Разтегливи батерии: Захранване на бъдещето на носимите технологии
Разтегливи батерии за носими джаджи
Светът на технологиите се развива бързо и носимите джаджи стават все по-популярни. От умни часовници до фитнес тракери, тези устройства предлагат набор от функции, които улесняват и подобряват живота ни. Едно от най-големите предизвикателства обаче е издръжливостта. Традиционните батерии не са създадени да издържат на суровите условия на ежедневна употреба, което може да доведе до преждевременна повреда.
Гъвкава електроника за носими технологии
Изследователите работят върху разработването на нови видове батерии, които са по-гъвкави и издръжливи и могат по-добре да отговорят на нуждите на носимите устройства. Един обещаващ подход е използването на разтегливи материали в дизайна на батериите. Разтегливите батерии могат да се разтягат и усукват, без да губят способността си да съхраняват и отдават енергия, което ги прави идеални за използване в носими устройства, които са подложени на огъване, усукване и други видове деформации.
Издръжливи и акумулаторни батерии за носими устройства
Неотдавна в списание Nature Communications беше обявен пробив в технологията за разтегливи батерии. Изследователи от Университета на Илинойс, Северозападния университет и други разработиха тънка, гъвкава батерия, която може да се разтегне до 300% от първоначалния си размер и все още да осигурява захранване. Батерията е направена от разтеглива полимерна подложка, върху която са отпечатани малки литиево-йонни батерии, свързани с дълги, S-образни проводници. Когато полимерът се разтегне, проводниците действат като пружини, разтягайки се, за да покрият повече разстояние, докато не се опънат напълно.
Литиево-йонни батерии за разтеглива електроника
Литиево-йонните батерии са най-често срещаният тип батерии, използвани в електрониката днес, и те предлагат редица предимства пред други типове батерии. Те са леки, имат висока плътност на енергия и могат да се презареждат многократно. Традиционните литиево-йонни батерии обаче не са много гъвкави, което ги прави неподходящи за използване в разтегливи устройства.
Разтегливата батерия, разработена от изследователите от Университета на Илинойс и Северозападния университет, използва нов дизайн, който позволява на батерията да се разтяга и усуква, без да поврежда литиево-йонните клетки. Батерията е направена от тънка, гъвкава полимерна подложка, върху която са отпечатани малки литиево-йонни батерии, свързани с дълги, S-образни проводници. Когато полимерът се разтегне, проводниците действат като пружини, разтягайки се, за да покрият повече разстояние, докато не се опънат напълно.
Разтеглив полимер за съхранение на батерията
Разтегливата полимерна подложка, използвана в батерията, е направена от материал, наречен полиимид. Полиимидът е високопроизводителен полимер, известен със своята здравина, гъвкавост и устойчивост на топлина и химикали. Той обикновено се използва в различни приложения, включително в гъвкава електроника, аерокосмически отрасъл и медицински изделия.
S-образни проводници за разтеглив дизайн на батерии
S-образните проводници, използвани в батерията, са направени от метална сплав, наречена нитинол. Нитинолът е сплав с памет на формата, което означава, че може да запомни първоначалната си форма и да се върне към нея след деформация. Това свойство прави нитинола идеален за използване в разтегливи устройства, тъй като позволява на проводниците да се разтягат и усукват, без да губят способността си да провеждат електричество.
Безжично зареждане на разтегливи батерии
В допълнение към това, че е разтеглива и издръжлива, батерията, разработена от изследователите от Университета на Илинойс и Северозападния университет, може да се зарежда и безжично. Това е голямо предимство за носимите устройства, тъй като елиминира необходимостта от обемисти зарядни кабели и конектори. Батерията може да се зарежда безжично с помощта на индуктивни бобини, които просто се поставят в контакт с батерията.
Индуктивни бобини за зареждане на батерии за носене
Индуктивните бобини са вид трансформатор, който може да предава енергия безжично на къси разстояния. Те обикновено се използват в различни приложения, включително безжично зареждане, RFID тагове и метални детектори. В разтегливата батерия индуктивните бобини се използват за прехвърляне на енергия от източник на захранване към батерията.
Приложения на разтегливи батерии в носими устройства
Разтегливата батерия, разработена от изследователите от Университета на Илинойс и Северозападния университет, има широк спектър от потенциални приложения в носими устройства. Може да се използва за захранване на всичко – от огъваеми смартфон часовници до биологични импланти като пейсмейкъри.
Потенциални приложения на разтегливи батерии в здравеопазването и уелнес
Едно от най-обещаващите приложения на разтегливите батерии е в областта на здравеопазването и уелнес. Разтегливите батерии могат да се използват за захранване на носими устройства, които наблюдават жизнените функции, проследяват фитнес активността и осигуряват медицинско лечение. Например, разтегливите батерии могат да се използват за захранване на имплантируеми устройства, които доставят лекарства или стимулират нервите.
Заключение
Разработването на разтегливи батерии е голям пробив в областта на носимите технологии. Разтегливите батерии предлагат редица предимства пред традиционните батерии, включително тяхната гъвкавост, издръжливост и възможност за безжично зареждане. В резултат на това разтегливите батерии имат потенциала да революционизират начина, по който използваме носимите устройства, и да отворят нови възможности за приложения в здравеопазването и уелнеса.
