穿戴式设备福利,高效织物锂电池折叠1,000次仍保持100%性能

穿戴式设备的发展跟电池研发进展息息相关,如果设备中的电池续航力低、或是电池占太多空间使设备不轻便,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%性能,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通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,性能仍能保持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,不仅不影响电压与性能,也没有起火爆炸的风险,大幅提高穿戴式设备的使用安全性。

带领研究团队的教授郑子剑表示,所有穿戴式电子设备都需要合适的电池,因此团队研发的织物锂电池应用潜力大,可用在医疗护理、通信娱乐、体育、航天、服饰、物联网、传感器或定位,用途或许可超越人们想象。

一般来说,人们都希望穿戴式设备能越小越好,同时又期望设备能具备多项功能,监测或是定位功能精准度也得到位,而若要完成上述目标,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设备中,若要具备多功能,电池的续航力也必须要够久。

或许现在的穿戴式设备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。