鉅大LARGE | 點擊量：1156次 | 2021年12月03日
印在衣服上的石墨烯電池既可水洗又能快充
隨著可穿戴電子設備的興起，電池一直是影響可穿戴設備、智能手機、智能硬件等消費類電子產(chǎn)品性能的關鍵瓶頸,具有柔性的超薄印刷薄膜電池早已成為科學家們研究的熱點。
近日，曼徹斯特大學的一項新研究展示了使用簡單的絲網(wǎng)印刷技術，可以直接將柔性電池印刷到紡織品上。研究人員使用導電氧化石墨烯墨水把一種固態(tài)柔性超級電容器打印到棉織物上。這項研究在近日的《2D材料》雜志上刊登了報道，由于油墨和紡織基質之間的強烈相互用途，印刷電極表現(xiàn)出優(yōu)異的機械穩(wěn)定性。
研究人員介紹，柔性紡織電池基于低成本的石墨烯材料制成，外部采用簡單的絲網(wǎng)印刷技術，電極會因為油墨和紡織品之間的強烈相互用途而表現(xiàn)得非常穩(wěn)定，并具有良好的操作安全性和很長的循環(huán)壽命，電池本身還支持快速充電，柔性材料允許水洗。
氧化石墨烯印刷超級電容器的進一步發(fā)展有希望把可穿戴技術的巨大潛力和市場轉化為現(xiàn)實。高性能的運動服的監(jiān)測功能、嵌入式健康監(jiān)測設備、輕量化的裝備、新型移動通信設備甚至可穿戴計算機，這些都是石墨烯印刷超級電容器在進一步研究和開發(fā)之后潛在的一些應用方向。
作為這些新型的可穿戴設備的供電電源，除了要具備較高的能量和功率密度、良好的操作安全性、較長的循環(huán)壽命和低成本之外，還要具備合理的機械柔性。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
該論文的共同作者，英國國家石墨烯研究院研究員NazmulKarim說：“基于可擴展的印刷技術發(fā)展石墨烯基柔性紡織品超級電容器是實現(xiàn)多功能的下一代可穿戴電子紡織品的重要一步。它將開辟一種可以在存儲能量的同時，監(jiān)測人類活動和生理狀況，并且具備環(huán)保和成本效益的智能電子紡織品的可能性。”
氧化石墨烯是石墨烯的氧化物，是石墨粉末經(jīng)化學氧化及剝離后的產(chǎn)物，氧化石墨烯可視為一種非傳統(tǒng)型態(tài)的軟性材料，具有聚合物、膠體、薄膜，以及兩性分子的特性。氧化石墨烯目前可以以較低的成本制備成溶液的形式。該溶液可以應用于紡織品，以創(chuàng)建成為織物本身的一部分的超級電容器。
“可穿戴設備大致分為三個技術塊——柔性顯示器、柔性電路以及可形變電池。這三部分發(fā)展的技術難度是逐漸新增的。安全的、柔性的、可穿戴的電池是目前產(chǎn)業(yè)界遇到的瓶頸?！北本┦┭芯吭簣?zhí)行院長魏迪告訴記者，“可穿戴電池器件的技術需求重要包括柔性、可拉伸性、紡織物結合性、輕質性、低功耗性、材料耐用性和持久性、生物兼容性、肌膚接觸的舒適性以及相匹配的能量系統(tǒng)?！?/p>
在業(yè)內看來，未來能源需求的發(fā)展方向是可穿戴性，石墨烯在可穿戴電子設備市場發(fā)展空間巨大。魏迪表示，石墨烯優(yōu)異的物理機械性能，高散熱性及高導電性使其成為可穿戴能源器件的良好載體。
