신축성 배터리: 웨어러블 기술의 미래 강화
웨어러블 기기에 사용되는 신축성 배터리
기술 세계는 빠르게 발전하고 있으며, 웨어러블 기기가 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 스마트워치부터 피트니스 추적기까지 이러한 기기는 우리의 삶을 더 편리하고 쉽게 만들어 주는 다양한 기능을 제공합니다. 그러나 웨어러블 기술이 직면한 가장 큰 과제 중 하나는 내구성입니다. 기존 배터리는 일상적인 마모와 파손의 어려움을 견디도록 설계되지 않았으며, 이는 조기 고장으로 이어질 수 있습니다.
웨어러블 기술을 위한 유연한 전자기기
연구자들은 웨어러블 기기의 요구 사항을 더 잘 충족할 수 있는 보다 유연하고 내구성 있는 새로운 유형의 배터리를 개발하기 위해 노력하고 있습니다. 유망한 한 가지 접근 방식은 배터리 설계에 신축성 재료를 사용하는 것입니다. 신축성 배터리는 굽힘, 비틀림 및 기타 유형의 변형을 겪는 웨어러블 기기에 사용하기에 이상적이며, 전력을 저장하고 전달하는 능력을 잃지 않고도 신전되고 꼬일 수 있습니다.
웨어러블 기기를 위한 내구적이고 충전식 배터리
최근 신축성 배터리 기술의 획기적인 발전이 Nature Communications 저널에 발표되었습니다. 일리노이 대학교, 노스웨스턴 대학교 및 기타 기관의 연구자들은 원래 크기의 300%까지 신전될 수 있으면서도 여전히 전력을 공급할 수 있는 얇고 유연한 배터리를 개발했습니다. 이 배터리는 작은 리튬 이온 배터리가 인쇄되고 긴 S자형 전선으로 연결된 신축성 폴리머 기판으로 만들어졌습니다. 폴리머가 신전될 때 전선은 스프링처럼 작동하여 완전히 당겨질 때까지 더 많은 거리를 커버하기 위해 신전됩니다.
신축성 전자기기를 위한 리튬 이온 배터리
리튬 이온 배터리는 오늘날 전자기기에서 가장 일반적으로 사용되는 배터리 유형이며, 다른 유형의 배터리에 비해 여러 가지 장점이 있습니다. 이들은 가볍고, 에너지 밀도가 높으며 여러 번 충전할 수 있습니다. 그러나 기존의 리튬 이온 배터리는 유연성이 떨어져 신축성 기기에서 사용하기에는 적합하지 않습니다.
일리노이 대학교와 노스웨스턴 대학교의 연구자들이 개발한 신축성 배터리는 배터리가 리튬 이온 셀을 손상시키지 않고도 신전되고 꼬일 수 있도록 하는 새로운 설계를 사용합니다. 이 배터리는 작은 리튬 이온 배터리가 인쇄되고 긴 S자형 전선으로 연결된 신축성 폴리머 기판으로 만들어졌습니다. 폴리머가 신전될 때 전선은 스프링처럼 작동하여 완전히 당겨질 때까지 더 많은 거리를 커버하기 위해 신전됩니다.
배터리 저장을 위한 신축성 폴리머
배터리에 사용되는 신축성 폴리머 기판은 폴리이미드라는 재료로 만들어졌습니다. 폴리이미드는 내구성, 유연성, 내열성 및 내화학성으로 유명한 고성능 폴리머입니다. 이는 일반적으로 유연한 전자기기, 항공우주 및 의료 기기와 같은 다양한 애플리케이션에 사용됩니다.
신축성 배터리 설계를 위한 S자형 전선
배터리에 사용되는 S자형 전선은 니티놀이라는 금속 합금으로 만들어졌습니다. 니티놀은 형상 기억 합금으로, 원래 모양을 기억하고 변형된 후에도 원래 모양으로 돌아갈 수 있음을 의미합니다. 이러한 특성은 니티놀을 신축성 기기에 사용하기에 이상적으로 만듭니다. 전선은 전기를 전도하는 능력을 잃지 않고도 신전되고 꼬일 수 있게 해주기 때문입니다.
신축성 배터리를 위한 무선 충전
일리노이 대학교와 노스웨스턴 대학교의 연구자들이 개발한 배터리는 신축성 있고 내구성이 뛰어날 뿐만 아니라 무선으로 충전할 수도 있습니다. 이는 부피가 큰 충전 케이블과 커넥터의 필요성을 없애기 때문에 웨어러블 기기의 주요 이점입니다. 이 배터리는 단순히 배터리와 접촉시키면 무선으로 충전할 수 있는 유도 코일을 사용하여 충전할 수 있습니다.
웨어러블 배터리 충전을 위한 유도 코일
유도 코일은 단거리에서 무선으로 에너지를 전달할 수 있는 일종의 변압기입니다. 이들은 무선 충전, RFID 태그, 금속 탐지기 등 다양한 애플리케이션에 일반적으로 사용됩니다. 신축성 배터리에서 유도 코일은 전원에서 배터리로 에너지를 전달하는 데 사용됩니다.
웨어러블 기기에서 신축성 배터리를 위한 애플리케이션
일리노이 대학교와 노스웨스턴 대학교의 연구자들이 개발한 신축성 배터리는 웨어러블 기기에서 매우 다양한 잠재적 애플리케이션을 가지고 있습니다. 이는 폴더블 스마트폰 시계부터 심박 조절기와 같은 생체학적 임플란트까지 모든 것을 구동하는 데 사용될 수 있습니다.
건강 및 웰빙에서 신축성 배터리의 잠재적 사용
신축성 배터리의 가장 유망한 애플리케이션 중 하나는 건강 및 웰빙 분야입니다. 신축성 배터리는 생체 신호를 모니터링하고, 피트니스 활동을 추적하고, 의료 치료를 제공하는 웨어러블 기기를 구동하는 데 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 신축성 배터리는 약물을 전달하거나 신경을 자극하는 임플란트형 기기에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있습니다.
결론
신축성 배터리의 개발은 웨어러블 기술 분야의 주요 진전입니다. 신축성 배터리는 유연성, 내구성, 무선으로 충전할 수 있는 기능 등 기존 배터리에 비해 여러 가지 장점을 제공합니다. 결과적으로 신축성 배터리는 웨어러블 기기를 사용하는 방식에 혁명을 일으키고 건강 및 웰빙 애플리케이션에 새로운 가능성을 열어줄 가능성이 있습니다.
