Un equipo de investigación coreano ha desarrollado una batería de litio blanda, mecánicamente deformable y estirable que se puede utilizar en el desarrollo de dispositivos portátiles e investigó la viabilidad de imprimir la batería en la superficie de la ropa. El equipo de investigación dirigido por el Dr. Jeong Gon Son del Centro de Investigación de Materiales Híbridos Blandos de la Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST; Presidente: Seok-Jin Yoon) anunció que han desarrollado una batería de litio en la que todos los materiales, incluidos el ánodo, el cátodo, el colector de corriente, el electrolito y la encapsulación, son estirables e imprimibles. La batería de litio desarrollada por el equipo tiene propiedades de alta capacidad y forma libre adecuadas para la deformación mecánica.

Un equipo de investigación coreano ha desarrollado una batería de litio blanda, mecánicamente deformable y estirable que se puede utilizar en el desarrollo de dispositivos portátiles e investigó la viabilidad de imprimir la batería en la superficie de la ropa. El equipo de investigación dirigido por el Dr. Jeong Gon Son del Centro de Investigación de Materiales Híbridos Blandos de la Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST; Presidente: Seok-Jin Yoon) anunció que han desarrollado una batería de litio en la que todos los materiales, incluidos el ánodo, el cátodo, el colector de corriente, el electrolito y la encapsulación, son estirables e imprimibles. La batería de litio desarrollada por el equipo tiene propiedades de alta capacidad y forma libre adecuadas para la deformación mecánica.

Debido al rápido aumento de la demanda de dispositivos portátiles de alto rendimiento como bandas inteligentes, dispositivos electrónicos implantables como marcapasos y dispositivos portátiles suaves para usar en el metaverso realista, el desarrollo de una batería que sea suave y elástica como la piel y los órganos humanos ha despertado interés. .

El electrodo inorgánico duro de una batería convencional ocupa la mayor parte del volumen de la batería, lo que dificulta su estiramiento. Otros componentes, como el separador y el colector de corriente para extraer y transferir cargas, también deben ser estirables, y el problema de la fuga de electrolito líquido también debe resolverse.

Como en otros estudios, para mejorar la capacidad de estiramiento, el equipo de investigación evitó materiales innecesarios para el almacenamiento de energía, como el caucho. Luego, se desarrolló y aplicó un nuevo material de gel orgánico suave y estirable basado en el material aglutinante existente. Este material sujeta firmemente los materiales activos de los electrodos en su lugar y facilita la transferencia de iones. Además, se preparó una tinta conductora usando un material con excelentes propiedades de elongación y barrera de gas para servir como material colector de corriente que transmite electrones y como material de encapsulación que puede funcionar de manera estable incluso a alto voltaje y en varios estados deformados sin absorción de electrolitos hinchados.

La batería desarrollada por el equipo también puede integrar materiales de baterías de iones de litio existentes, ya que tienen una excelente densidad de almacenamiento de energía (~2,8 mWh/cm2) a niveles comparables a las baterías de iones de litio duras disponibles en el mercado con un voltaje de accionamiento de 3,3 V o más alto. Todos los componentes de la batería de iones de litio extensible del equipo tienen la estabilidad mecánica para mantener su rendimiento incluso después de repetidos tirones de la batería de 1000 veces o más, alta capacidad de estiramiento del 50 % o más y estabilidad a largo plazo en el aire.

Además, el equipo de investigación imprimió los materiales del electrodo y el colector de corriente que desarrollaron directamente en ambos lados de un calentador de brazo de spandex y aplicó una encapsulación estirable al material, demostrando la capacidad de imprimir una batería orgánica de alto voltaje estirable directamente sobre la ropa. Con la batería resultante, el equipo de investigación pudo alimentar continuamente un reloj inteligente incluso cuando se lo puso, se lo quitó o se estiró.

Dr Son of KIST explicó que su equipo ha desarrollado una tecnología de batería de iones de litio extensible que ofrece tanto libertad estructural como resultado de la configuración de forma libre de la batería, que permite que se imprima en materiales como telas, como libertad de material debido a la Posibilidad de uso de materiales existentes para baterías de iones de litio, además de estabilidad de elongación, lo que permite alta densidad de energía y deformación mecánica. También explicó que se espera que el sistema de almacenamiento de energía estirable desarrollado por su equipo sea aplicable al desarrollo de varios dispositivos portátiles o corporales.

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Este estudio fue apoyado por el Programa de Investigación de Carrera Media de la Fundación Nacional de Investigación de Corea y el Programa Institucional KIST y el Programa K-Lab financiado por el Ministerio de Ciencia y TIC (Ministro: Hye-Sook Lim). Los resultados de la investigación fueron publicados en ACS nano (IF: 15.881).


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