وصفات جديدة

هل يمكن أن يكون الفطر هو بطارية ليثيوم أيون التالية؟

هل يمكن أن يكون الفطر هو بطارية ليثيوم أيون التالية؟

يبحث طلاب الهندسة في جامعة كاليفورنيا ريفرسايد عن استبدال البطاريات بفطر بورتابيلا

فطر بورتابيلا مسامي ، مما يعني أنه يمكن أن يخلق مساحة تخزين كبيرة إذا تم تحويله إلى بطاريات.

قريبًا جدًا ، قد نتمكن من استخدام عيش الغراب لاستبدال بطاريات أيونات الليثيوم.

الباحثون في كلية بورنس للهندسة بجامعة كاليفورنيا ريفرسايد أصدر بيانًا في 29 سبتمبر يقول أن فطر بورتابيلا قد يكون في الواقع طريقة صديقة للبيئة لاستبدال بطاريات أيونات الليثيوم.

نظر المهندسون في هذا الصنف المعين من الفطر لأنه مسامي للغاية ، لذا يمكنه السماح بمرور الماء والهواء. كلما كانت البطارية مسامية ، زادت مساحة التخزين التي تنشئها. نظروا أيضًا في مستويات تركيز ملح البوتاسيوم في الفطر ولاحظوا أنها كانت مرتفعة ، مما يعني أن سعة التخزين ستزداد بمرور الوقت.

قال برينان كامبل ، طالب الدراسات العليا بجامعة كاليفورنيا في برنامج علوم وهندسة المواد ، في بيان: "مع مواد مثل هذه البطاريات ، قد تشهد الهواتف المحمولة في المستقبل زيادة في وقت التشغيل بعد العديد من الاستخدامات ، بدلاً من انخفاضها ، بسبب التنشيط الظاهر للمسام العمياء داخل هياكل الكربون حيث تشحن الخلايا وتفريغها بمرور الوقت ".

علاوة على ذلك ، يعد الفطر بديلاً أرخص وأكثر استدامة للجرافيت ، وهو ما يشكل معظم البطاريات.


بطارية جديدة أقوى 10 مرات من أحدث التقنيات ومرنة وقابلة لإعادة الشحن

نجحت البطاريات في تشغيل نظام عرض مرن مزود بوحدة تحكم دقيقة ووحدات Bluetooth. هنا أيضًا ، كان أداء البطارية أفضل من خلايا Li المعدنية المتوفرة تجاريًا. الائتمان: جامعة كاليفورنيا سان دييغو

طور فريق من الباحثين بطارية أكسيد الفضة والزنك المرنة والقابلة لإعادة الشحن مع كثافة طاقة أكبر بخمس إلى 10 مرات من أحدث التقنيات. كما أن تصنيع البطارية أسهل في حين أن معظم البطاريات المرنة تحتاج إلى التصنيع في ظروف معقمة ، وفي ظل الفراغ ، يمكن طباعة هذه البطاريات بالشاشة في ظروف المختبر العادية. يمكن استخدام الجهاز في إلكترونيات مرنة وقابلة للمط للأجهزة القابلة للارتداء وكذلك الروبوتات اللينة.

الفريق ، المكون من باحثين في جامعة كاليفورنيا سان دييغو وشركة ZPower ومقرها كاليفورنيا ، يعرض تفاصيل النتائج التي توصلوا إليها في عدد 7 ديسمبر 2020 من المجلة. جول.

& ldquo يمكن تصميم بطارياتنا حول الإلكترونيات ، بدلاً من الأجهزة الإلكترونية التي يجب تصميمها حول البطاريات ، كما قال Lu Yin ، أحد المؤلفين المشاركين في الورقة و rsquos والدكتوراه. طالب في المجموعة البحثية لجامعة كاليفورنيا في سان دييغو & rsquos nanoengineering البروفيسور جوزيف وانج.

تبلغ السعة المساحية لهذه البطارية المبتكرة 50 مللي أمبير لكل سنتيمتر مربع في درجة حرارة الغرفة ، وهذا أكبر من 10 إلى 20 مرة من السعة المساحية لبطارية ليثيوم أيون نموذجية. لذلك ، بالنسبة لنفس مساحة السطح ، يمكن للبطارية الموضحة في Joule أن توفر طاقة أكبر من 5 إلى 10 مرات.

& ldquo هذا النوع من السعة المساحية لم يتم الحصول عليها من قبل ، & rdquo Yinsaid. & ldquo وطريقة التصنيع لدينا ميسورة التكلفة وقابلة للتطوير. & rdquo

تبلغ السعة المساحية لهذه البطارية المبتكرة 50 مللي أمبير لكل سنتيمتر مربع في درجة حرارة الغرفة ، وهذا أكبر من 10 إلى 20 مرة من السعة المساحية لبطارية ليثيوم أيون نموذجية. لذلك ، بالنسبة لنفس مساحة السطح ، يمكن للبطارية الموضحة في Joule أن توفر طاقة أكبر من 5 إلى 10 مرات. الائتمان: جامعة كاليفورنيا سان دييغو

تتميز البطارية الجديدة بسعة أعلى من أي من البطاريات المرنة المتوفرة حاليًا في السوق. هذا & rsquos لأن البطارية لديها مقاومة أقل بكثير و mdash مقاومة الدائرة الكهربائية أو الجهاز للتيار البديل. كلما انخفضت المقاومة ، كان أداء البطارية أفضل ضد التفريغ الحالي العالي.

& ldquo مع نمو سوق 5G وإنترنت الأشياء (IoT) بسرعة ، من المحتمل أن تكون هذه البطارية التي تتفوق على المنتجات التجارية في الأجهزة اللاسلكية عالية التيار منافسًا رئيسيًا كمصدر طاقة من الجيل التالي للإلكترونيات الاستهلاكية ، وقال جوناثان شارف ، الورقة البحثية & rsquos co- أول مؤلف ودكتوراه. مرشح في المجموعة البحثية لجامعة كاليفورنيا في سان دييغو وأستاذ الهندسة النانوية ينغ شيرلي مينج.

نجحت البطاريات في تشغيل نظام عرض مرن مزود بوحدة تحكم دقيقة ووحدات Bluetooth. هنا أيضًا ، كان أداء البطارية أفضل من خلايا Li المعدنية المتوفرة تجاريًا.

تمت إعادة شحن خلايا البطارية المطبوعة لأكثر من 80 دورة ، دون إظهار أي علامات رئيسية على فقدان السعة. ظلت الخلايا تعمل أيضًا على الرغم من الانحناء والالتواء المتكرر.

& ldquo كان تركيزنا الأساسي هو تحسين أداء البطارية وعملية التصنيع ، وقال ينج شيرلي مينج ، مدير معهد جامعة كاليفورنيا في سان دييغو لاكتشاف المواد وتصميمها وأحد مؤلفي الورق و rsquos المطابقين.

لإنشاء البطارية ، استخدم الباحثون تصميم كاثود خاص وكيمياء من ZPower. ساهم وانغ وفريقه بخبرتهم في مجسات قابلة للطباعة وبطاريات قابلة للمط. قدمت Meng وزملاؤها خبراتهم في التوصيف المتقدم لأنظمة تخزين الطاقة الكهروكيميائية وتميزوا كل تكرار لنموذج أولي للبطارية حتى وصل إلى ذروة الأداء.

الوصفة لأداء أفضل

ترجع كثافة الطاقة الاستثنائية للبطارية و rsquos إلى كيمياء أكسيد الفضة والزنك (AgO-Zn). تستخدم معظم البطاريات التجارية المرنة كيمياء Ag2O-Zn. نتيجة لذلك ، عادة ما يكون لديهم دورة حياة محدودة وقدرة منخفضة. هذا يحد من استخدامها للإلكترونيات منخفضة الطاقة والتي يمكن التخلص منها.

يعتبر AgO تقليديا غير مستقر. لكن مادة الكاثود ZPower & rsquos AgO تعتمد على طلاء أكسيد الرصاص الخاص لتحسين الاستقرار والتوصيل الكهروكيميائي AgO & rsquos.

كميزة إضافية ، فإن كيمياء AgO-Zn مسؤولة عن البطارية و rsquos منخفضة المقاومة. تتميز مجمعات التيار المطبوع بالبطارية و rsquos أيضًا بموصلية ممتازة ، مما يساعد أيضًا في تحقيق مقاومة أقل.

تحسين التصنيع

ولكن لم يتم استخدام AgO في بطارية مطبوعة على الشاشة من قبل ، لأنها شديدة التأكسد وتتحلل بسرعة كيميائيًا. من خلال اختبار المذيبات والمجلدات المختلفة ، تمكن الباحثون في مختبر Wang & rsquos في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو من العثور على تركيبة حبر تجعل AgO قابلاً للطباعة. نتيجة لذلك ، يمكن طباعة البطارية في بضع ثوانٍ فقط بمجرد تجهيز الأحبار. إنه جاف وجاهز للاستخدام في دقائق معدودة. يمكن أيضًا طباعة البطارية في عملية لفة إلى لفة ، مما يزيد من السرعة ويجعل التصنيع قابلاً للتطوير.

تُطبع البطاريات على فيلم بوليمر مستقر كيميائيًا ومرنًا وله نقطة انصهار عالية (حوالي 200 درجة مئوية أو 400 درجة فهرنهايت) يمكن أن يكون مختومًا بالحرارة. تشكل المجمعات الحالية ، وأنود الزنك ، وكاثود AgO والفواصل المقابلة لها طبقة مكدسة مطبوعة على الشاشة.

يعمل الفريق بالفعل على الجيل التالي من البطارية ، بهدف الحصول على أجهزة شحن أرخص وأسرع مع مقاومة أقل يمكن استخدامها في أجهزة الجيل الخامس والروبوتات اللينة التي تتطلب طاقة عالية وعوامل شكل مرنة وقابلة للتخصيص.


بطارية جديدة أقوى 10 مرات من أحدث التقنيات ومرنة وقابلة لإعادة الشحن

نجحت البطاريات في تشغيل نظام عرض مرن مزود بوحدة تحكم دقيقة ووحدات Bluetooth. هنا أيضًا ، كان أداء البطارية أفضل من خلايا Li المعدنية المتوفرة تجاريًا. الائتمان: جامعة كاليفورنيا سان دييغو

طور فريق من الباحثين بطارية أكسيد الفضة والزنك المرنة والقابلة لإعادة الشحن مع كثافة طاقة أكبر بخمس إلى 10 أضعاف من أحدث التقنيات. كما أن تصنيع البطارية أسهل في حين أن معظم البطاريات المرنة تحتاج إلى التصنيع في ظروف معقمة ، وفي ظل الفراغ ، يمكن طباعة هذه البطاريات بالشاشة في ظروف المختبر العادية. يمكن استخدام الجهاز في إلكترونيات مرنة وقابلة للمط للأجهزة القابلة للارتداء وكذلك الروبوتات اللينة.

الفريق ، المكون من باحثين في جامعة كاليفورنيا سان دييغو وشركة ZPower ومقرها كاليفورنيا ، يعرض تفاصيل النتائج التي توصلوا إليها في عدد 7 ديسمبر 2020 من المجلة. جول.

& ldquo يمكن تصميم بطارياتنا حول الإلكترونيات ، بدلاً من الأجهزة الإلكترونية التي يجب تصميمها حول البطاريات ، كما قال Lu Yin ، أحد المؤلفين المشاركين في الورقة و rsquos والدكتوراه. طالب في المجموعة البحثية لجامعة كاليفورنيا في سان دييغو & rsquos nanoengineering البروفيسور جوزيف وانج.

تبلغ السعة المساحية لهذه البطارية المبتكرة 50 مللي أمبير لكل سنتيمتر مربع في درجة حرارة الغرفة ، وهذا أكبر من 10 إلى 20 مرة من السعة المساحية لبطارية ليثيوم أيون نموذجية. لذلك ، بالنسبة لنفس مساحة السطح ، يمكن للبطارية الموضحة في Joule أن توفر طاقة أكبر من 5 إلى 10 مرات.

& ldquo هذا النوع من السعة المساحية لم يتم الحصول عليها من قبل ، & rdquo Yinsaid. & ldquo وطريقة التصنيع لدينا ميسورة التكلفة وقابلة للتطوير. & rdquo

تبلغ السعة المساحية لهذه البطارية المبتكرة 50 مللي أمبير لكل سنتيمتر مربع في درجة حرارة الغرفة ، وهذا أكبر من 10 إلى 20 مرة من السعة المساحية لبطارية ليثيوم أيون نموذجية. لذلك ، بالنسبة لنفس مساحة السطح ، يمكن للبطارية الموضحة في Joule أن توفر طاقة أكبر من 5 إلى 10 مرات. الائتمان: جامعة كاليفورنيا سان دييغو

تتميز البطارية الجديدة بسعة أعلى من أي من البطاريات المرنة المتوفرة حاليًا في السوق. هذا & rsquos لأن البطارية لديها مقاومة أقل بكثير و mdash مقاومة الدائرة الكهربائية أو الجهاز للتيار البديل. كلما انخفضت المقاومة ، كان أداء البطارية أفضل ضد التفريغ الحالي العالي.

& ldquo مع نمو سوق 5G وإنترنت الأشياء (IoT) بسرعة ، من المحتمل أن تكون هذه البطارية التي تتفوق على المنتجات التجارية في الأجهزة اللاسلكية عالية التيار منافسًا رئيسيًا كمصدر طاقة من الجيل التالي للإلكترونيات الاستهلاكية ، وقال جوناثان شارف ، الورقة البحثية & rsquos co- أول مؤلف ودكتوراه. مرشح في مجموعة البحث في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو وأستاذ الهندسة النانوية ينغ شيرلي مينج.

نجحت البطاريات في تشغيل نظام عرض مرن مزود بوحدة تحكم دقيقة ووحدات Bluetooth. هنا أيضًا ، كان أداء البطارية أفضل من خلايا Li المعدنية المتوفرة تجاريًا.

تمت إعادة شحن خلايا البطارية المطبوعة لأكثر من 80 دورة ، دون إظهار أي علامات رئيسية على فقدان السعة. ظلت الخلايا تعمل أيضًا على الرغم من الانحناء والالتواء المتكرر.

& ldquo كان تركيزنا الأساسي هو تحسين أداء البطارية وعملية التصنيع ، وقال ينج شيرلي مينج ، مدير معهد جامعة كاليفورنيا في سان دييغو لاكتشاف المواد وتصميمها وأحد مؤلفي الورق و rsquos المطابقين.

لإنشاء البطارية ، استخدم الباحثون تصميم كاثود خاص وكيمياء من ZPower. ساهم وانغ وفريقه بخبرتهم في مجسات قابلة للطباعة وبطاريات قابلة للمط. قدمت Meng وزملاؤها خبراتهم في التوصيف المتقدم لأنظمة تخزين الطاقة الكهروكيميائية وتميزوا كل تكرار لنموذج أولي للبطارية حتى وصل إلى ذروة الأداء.

الوصفة لأداء أفضل

ترجع كثافة الطاقة الاستثنائية للبطارية و rsquos إلى كيمياء أكسيد الفضة والزنك (AgO-Zn). تستخدم معظم البطاريات المرنة التجارية كيمياء Ag2O-Zn. نتيجة لذلك ، عادة ما يكون لديهم دورة حياة محدودة وقدرة منخفضة. هذا يحد من استخدامها للإلكترونيات منخفضة الطاقة والتي يمكن التخلص منها.

يعتبر AgO تقليديا غير مستقر. لكن مادة الكاثود ZPower & rsquos AgO تعتمد على طلاء أكسيد الرصاص الخاص لتحسين الاستقرار والتوصيل الكهروكيميائي AgO & rsquos.

كميزة إضافية ، فإن كيمياء AgO-Zn مسؤولة عن البطارية و rsquos منخفضة المقاومة. تتميز مجمعات التيار المطبوع بالبطارية و rsquos أيضًا بموصلية ممتازة ، مما يساعد أيضًا في تحقيق مقاومة أقل.

تحسين التصنيع

ولكن لم يتم استخدام AgO في بطارية مطبوعة على الشاشة من قبل ، لأنها شديدة التأكسد وتتحلل بسرعة كيميائيًا. من خلال اختبار المذيبات والمجلدات المختلفة ، تمكن الباحثون في مختبر Wang & rsquos في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو من العثور على تركيبة حبر تجعل AgO قابلاً للطباعة. نتيجة لذلك ، يمكن طباعة البطارية في بضع ثوانٍ فقط بمجرد تجهيز الأحبار. إنه جاف وجاهز للاستخدام في دقائق معدودة. يمكن أيضًا طباعة البطارية في عملية لفة إلى لفة ، مما يزيد من السرعة ويجعل التصنيع قابلاً للتطوير.

تُطبع البطاريات على فيلم بوليمر مستقر كيميائيًا ومرنًا وله نقطة انصهار عالية (حوالي 200 درجة مئوية أو 400 درجة فهرنهايت) يمكن أن يكون مختومًا بالحرارة. تشكل المجمعات الحالية ، وأنود الزنك ، وكاثود AgO والفواصل المقابلة لها طبقة مكدسة مطبوعة على الشاشة.

يعمل الفريق بالفعل على الجيل التالي من البطارية ، بهدف الحصول على أجهزة شحن أرخص وأسرع مع مقاومة أقل يمكن استخدامها في أجهزة الجيل الخامس والروبوتات اللينة التي تتطلب طاقة عالية وعوامل شكل مرنة وقابلة للتخصيص.


بطارية جديدة أقوى 10 مرات من أحدث التقنيات ومرنة وقابلة لإعادة الشحن

نجحت البطاريات في تشغيل نظام عرض مرن مزود بوحدة تحكم دقيقة ووحدات Bluetooth. هنا أيضًا ، كان أداء البطارية أفضل من خلايا Li المعدنية المتوفرة تجاريًا. الائتمان: جامعة كاليفورنيا سان دييغو

طور فريق من الباحثين بطارية أكسيد الفضة والزنك المرنة والقابلة لإعادة الشحن مع كثافة طاقة أكبر بخمس إلى 10 مرات من أحدث التقنيات. كما أن تصنيع البطارية أسهل في حين أن معظم البطاريات المرنة تحتاج إلى التصنيع في ظروف معقمة ، وفي ظل الفراغ ، يمكن طباعة هذه البطاريات بالشاشة في ظروف المختبر العادية. يمكن استخدام الجهاز في إلكترونيات مرنة وقابلة للمط للأجهزة القابلة للارتداء وكذلك الروبوتات اللينة.

الفريق ، المكون من باحثين في جامعة كاليفورنيا سان دييغو وشركة ZPower ومقرها كاليفورنيا ، يعرض تفاصيل النتائج التي توصلوا إليها في عدد 7 ديسمبر 2020 من المجلة. جول.

& ldquo يمكن تصميم بطارياتنا حول الإلكترونيات ، بدلاً من الأجهزة الإلكترونية التي يجب تصميمها حول البطاريات ، كما قال Lu Yin ، أحد المؤلفين المشاركين في الورقة و rsquos والدكتوراه. طالب في المجموعة البحثية لجامعة كاليفورنيا في سان دييغو & rsquos nanoengineering البروفيسور جوزيف وانج.

تبلغ السعة المساحية لهذه البطارية المبتكرة 50 مللي أمبير لكل سنتيمتر مربع في درجة حرارة الغرفة ، وهذا أكبر من 10 إلى 20 مرة من السعة المساحية لبطارية ليثيوم أيون نموذجية. لذلك بالنسبة لنفس مساحة السطح ، يمكن للبطارية الموضحة في Joule أن توفر طاقة أكبر من 5 إلى 10 مرات.

& ldquo هذا النوع من السعة المساحية لم يتم الحصول عليها من قبل ، & rdquo Yinsaid. & ldquo وطريقة التصنيع لدينا ميسورة التكلفة وقابلة للتطوير. & rdquo

تبلغ السعة المساحية لهذه البطارية المبتكرة 50 مللي أمبير لكل سنتيمتر مربع في درجة حرارة الغرفة ، وهذا أكبر من 10 إلى 20 مرة من السعة المساحية لبطارية ليثيوم أيون نموذجية. لذلك ، بالنسبة لنفس مساحة السطح ، يمكن للبطارية الموضحة في Joule أن توفر طاقة أكبر من 5 إلى 10 مرات. الائتمان: جامعة كاليفورنيا سان دييغو

تتميز البطارية الجديدة بسعة أعلى من أي من البطاريات المرنة المتوفرة حاليًا في السوق. هذا & rsquos لأن البطارية لديها مقاومة أقل بكثير و mdash مقاومة الدائرة الكهربائية أو الجهاز للتيار البديل. كلما انخفضت المقاومة ، كان أداء البطارية أفضل ضد التفريغ الحالي العالي.

& ldquo مع نمو سوق 5G وإنترنت الأشياء (IoT) بسرعة ، من المحتمل أن تكون هذه البطارية التي تتفوق على المنتجات التجارية في الأجهزة اللاسلكية عالية التيار منافسًا رئيسيًا كمصدر طاقة من الجيل التالي للإلكترونيات الاستهلاكية ، وقال جوناثان شارف ، الورقة البحثية & rsquos co- أول مؤلف ودكتوراه. مرشح في مجموعة البحث في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو وأستاذ الهندسة النانوية ينغ شيرلي مينج.

نجحت البطاريات في تشغيل نظام عرض مرن مزود بوحدة تحكم دقيقة ووحدات Bluetooth. هنا أيضًا ، كان أداء البطارية أفضل من خلايا Li المعدنية المتوفرة تجاريًا.

تمت إعادة شحن خلايا البطارية المطبوعة لأكثر من 80 دورة ، دون إظهار أي علامات رئيسية على فقدان السعة. ظلت الخلايا تعمل أيضًا على الرغم من الانحناء والالتواء المتكرر.

& ldquo كان تركيزنا الأساسي هو تحسين أداء البطارية وعملية التصنيع ، وقال ينج شيرلي مينج ، مدير معهد جامعة كاليفورنيا في سان دييغو لاكتشاف المواد وتصميمها وأحد مؤلفي الورق و rsquos المطابقين.

لإنشاء البطارية ، استخدم الباحثون تصميم كاثود خاص وكيمياء من ZPower. ساهم وانغ وفريقه بخبرتهم في مجسات قابلة للطباعة وبطاريات قابلة للمط. قدمت Meng وزملاؤها خبراتهم في التوصيف المتقدم لأنظمة تخزين الطاقة الكهروكيميائية وتميزوا كل تكرار لنموذج أولي للبطارية حتى وصل إلى ذروة الأداء.

الوصفة لأداء أفضل

ترجع كثافة الطاقة الاستثنائية للبطارية و rsquos إلى كيمياء أكسيد الفضة والزنك (AgO-Zn). تستخدم معظم البطاريات المرنة التجارية كيمياء Ag2O-Zn. نتيجة لذلك ، عادةً ما يكون لديهم دورة حياة محدودة وقدرة منخفضة. هذا يحد من استخدامها للإلكترونيات منخفضة الطاقة والتي يمكن التخلص منها.

يعتبر AgO تقليديا غير مستقر. لكن مادة الكاثود ZPower & rsquos AgO تعتمد على طلاء أكسيد الرصاص الخاص لتحسين الاستقرار والتوصيل الكهروكيميائي AgO & rsquos.

كميزة إضافية ، فإن كيمياء AgO-Zn مسؤولة عن البطارية و rsquos منخفضة المقاومة. تتميز مجمعات التيار المطبوع بالبطارية و rsquos أيضًا بموصلية ممتازة ، مما يساعد أيضًا في تحقيق مقاومة أقل.

تحسين التصنيع

ولكن لم يتم استخدام AgO في بطارية مطبوعة على الشاشة من قبل ، لأنها شديدة التأكسد وتتحلل بسرعة كيميائيًا. من خلال اختبار المذيبات والمجلدات المختلفة ، تمكن الباحثون في مختبر Wang & rsquos في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو من العثور على تركيبة حبر تجعل AgO قابلاً للطباعة. نتيجة لذلك ، يمكن طباعة البطارية في بضع ثوانٍ فقط بمجرد تجهيز الأحبار. إنه جاف وجاهز للاستخدام في دقائق معدودة. يمكن أيضًا طباعة البطارية في عملية لفة إلى لفة ، مما يزيد من السرعة ويجعل التصنيع قابلاً للتطوير.

تُطبع البطاريات على فيلم بوليمر مستقر كيميائيًا ومرنًا وله نقطة انصهار عالية (حوالي 200 درجة مئوية أو 400 درجة فهرنهايت) يمكن أن يكون مختومًا بالحرارة. تشكل المجمعات الحالية ، وأنود الزنك ، وكاثود AgO والفواصل المقابلة لها طبقة مكدسة مطبوعة على الشاشة.

يعمل الفريق بالفعل على الجيل التالي من البطارية ، بهدف الحصول على أجهزة شحن أرخص وأسرع مع مقاومة أقل يمكن استخدامها في أجهزة الجيل الخامس والروبوتات اللينة التي تتطلب طاقة عالية وعوامل شكل مرنة وقابلة للتخصيص.


بطارية جديدة أقوى 10 مرات من أحدث التقنيات ومرنة وقابلة لإعادة الشحن

نجحت البطاريات في تشغيل نظام عرض مرن مزود بوحدة تحكم دقيقة ووحدات Bluetooth. هنا أيضًا ، كان أداء البطارية أفضل من خلايا Li المعدنية المتوفرة تجاريًا. الائتمان: جامعة كاليفورنيا سان دييغو

طور فريق من الباحثين بطارية أكسيد الفضة والزنك المرنة والقابلة لإعادة الشحن مع كثافة طاقة أكبر بخمس إلى 10 مرات من أحدث التقنيات. كما أن تصنيع البطارية أسهل في حين أن معظم البطاريات المرنة تحتاج إلى التصنيع في ظروف معقمة ، وفي ظل الفراغ ، يمكن طباعة هذه البطاريات بالشاشة في ظروف المختبر العادية. يمكن استخدام الجهاز في إلكترونيات مرنة وقابلة للمط للأجهزة القابلة للارتداء وكذلك الروبوتات اللينة.

الفريق ، المكون من باحثين في جامعة كاليفورنيا سان دييغو وشركة ZPower ومقرها كاليفورنيا ، يعرض تفاصيل النتائج التي توصلوا إليها في عدد 7 ديسمبر 2020 من المجلة. جول.

& ldquo يمكن تصميم بطارياتنا حول الإلكترونيات ، بدلاً من الأجهزة الإلكترونية التي يجب تصميمها حول البطاريات ، كما قال لو يين ، أحد المؤلفين المشاركين في ورقة ورسكووس والدكتوراه. طالب في المجموعة البحثية لجامعة كاليفورنيا في سان دييغو & rsquos nanoengineering البروفيسور جوزيف وانج.

تبلغ السعة المساحية لهذه البطارية المبتكرة 50 مللي أمبير لكل سنتيمتر مربع في درجة حرارة الغرفة ، وهذا أكبر من 10 إلى 20 مرة من السعة المساحية لبطارية ليثيوم أيون نموذجية. لذلك بالنسبة لنفس مساحة السطح ، يمكن للبطارية الموضحة في Joule أن توفر طاقة أكبر من 5 إلى 10 مرات.

& ldquo هذا النوع من السعة المساحية لم يتم الحصول عليها من قبل ، & rdquo Yinsaid. & ldquo وطريقة التصنيع لدينا ميسورة التكلفة وقابلة للتطوير. & rdquo

تبلغ السعة المساحية لهذه البطارية المبتكرة 50 مللي أمبير لكل سنتيمتر مربع في درجة حرارة الغرفة ، وهذا أكبر من 10 إلى 20 مرة من السعة المساحية لبطارية ليثيوم أيون نموذجية. لذلك ، بالنسبة لنفس مساحة السطح ، يمكن للبطارية الموضحة في Joule أن توفر طاقة أكبر من 5 إلى 10 مرات. الائتمان: جامعة كاليفورنيا سان دييغو

تتميز البطارية الجديدة بسعة أعلى من أي من البطاريات المرنة المتوفرة حاليًا في السوق. هذا & rsquos لأن البطارية لديها مقاومة أقل بكثير و mdash مقاومة الدائرة الكهربائية أو الجهاز للتيار البديل. كلما انخفضت المقاومة ، كان أداء البطارية أفضل ضد التفريغ الحالي العالي.

& ldquo مع نمو سوق 5G وإنترنت الأشياء (IoT) بسرعة ، من المحتمل أن تكون هذه البطارية التي تتفوق على المنتجات التجارية في الأجهزة اللاسلكية عالية التيار منافسًا رئيسيًا كمصدر طاقة من الجيل التالي للإلكترونيات الاستهلاكية ، وقال جوناثان شارف ، الورقة البحثية & rsquos co- أول مؤلف ودكتوراه. مرشح في مجموعة البحث في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو وأستاذ الهندسة النانوية ينغ شيرلي مينج.

نجحت البطاريات في تشغيل نظام عرض مرن مزود بوحدة تحكم دقيقة ووحدات Bluetooth. هنا أيضًا ، كان أداء البطارية أفضل من خلايا Li المعدنية المتوفرة تجاريًا.

تمت إعادة شحن خلايا البطارية المطبوعة لأكثر من 80 دورة ، دون إظهار أي علامات رئيسية على فقدان السعة. ظلت الخلايا تعمل أيضًا على الرغم من الانحناء والالتواء المتكرر.

& ldquo كان تركيزنا الأساسي هو تحسين أداء البطارية وعملية التصنيع ، وقال ينج شيرلي مينج ، مدير معهد جامعة كاليفورنيا في سان دييغو لاكتشاف المواد وتصميمها وأحد مؤلفي الورق و rsquos المطابقين.

لإنشاء البطارية ، استخدم الباحثون تصميم كاثود خاص وكيمياء من ZPower. ساهم وانغ وفريقه بخبرتهم في مجسات قابلة للطباعة وبطاريات قابلة للمط. قدمت Meng وزملاؤها خبراتهم في التوصيف المتقدم لأنظمة تخزين الطاقة الكهروكيميائية وتميزوا كل تكرار لنموذج أولي للبطارية حتى وصل إلى ذروة الأداء.

الوصفة لأداء أفضل

ترجع كثافة الطاقة الاستثنائية للبطارية و rsquos إلى كيمياء أكسيد الفضة والزنك (AgO-Zn). تستخدم معظم البطاريات التجارية المرنة كيمياء Ag2O-Zn. نتيجة لذلك ، عادة ما يكون لديهم دورة حياة محدودة وقدرة منخفضة. هذا يحد من استخدامها للإلكترونيات منخفضة الطاقة والتي يمكن التخلص منها.

يعتبر AgO تقليديا غير مستقر. لكن مادة الكاثود ZPower & rsquos AgO تعتمد على طلاء أكسيد الرصاص الخاص لتحسين الاستقرار والتوصيل الكهروكيميائي AgO & rsquos.

كميزة إضافية ، فإن كيمياء AgO-Zn مسؤولة عن البطارية و rsquos منخفضة المقاومة. تتميز مجمعات التيار المطبوع بالبطارية و rsquos أيضًا بموصلية ممتازة ، مما يساعد أيضًا في تحقيق مقاومة أقل.

تحسين التصنيع

ولكن لم يتم استخدام AgO في بطارية مطبوعة على الشاشة من قبل ، لأنها شديدة التأكسد وتتحلل كيميائيًا بسرعة. من خلال اختبار المذيبات والمجلدات المختلفة ، تمكن الباحثون في مختبر Wang & rsquos في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو من العثور على تركيبة حبر تجعل AgO قابلاً للطباعة. نتيجة لذلك ، يمكن طباعة البطارية في بضع ثوانٍ فقط بمجرد تجهيز الأحبار. إنه جاف وجاهز للاستخدام في دقائق معدودة. يمكن أيضًا طباعة البطارية في عملية لفة إلى لفة ، مما يزيد من السرعة ويجعل التصنيع قابلاً للتطوير.

تُطبع البطاريات على فيلم بوليمر مستقر كيميائيًا ومرنًا وله نقطة انصهار عالية (حوالي 200 درجة مئوية أو 400 درجة فهرنهايت) يمكن أن يكون مختومًا بالحرارة. تشكل المجمعات الحالية ، وأنود الزنك ، وكاثود AgO والفواصل المقابلة لها طبقة مكدسة مطبوعة على الشاشة.

يعمل الفريق بالفعل على الجيل التالي من البطارية ، بهدف الحصول على أجهزة شحن أرخص وأسرع مع مقاومة أقل يمكن استخدامها في أجهزة الجيل الخامس والروبوتات اللينة التي تتطلب طاقة عالية وعوامل شكل مرنة وقابلة للتخصيص.


بطارية جديدة أقوى 10 مرات من أحدث التقنيات ومرنة وقابلة لإعادة الشحن

نجحت البطاريات في تشغيل نظام عرض مرن مزود بوحدة تحكم دقيقة ووحدات Bluetooth. هنا أيضًا ، كان أداء البطارية أفضل من خلايا Li المعدنية المتوفرة تجاريًا. الائتمان: جامعة كاليفورنيا سان دييغو

طور فريق من الباحثين بطارية أكسيد الفضة والزنك المرنة والقابلة لإعادة الشحن مع كثافة طاقة أكبر بخمس إلى 10 أضعاف من أحدث التقنيات. كما أن تصنيع البطارية أسهل في حين أن معظم البطاريات المرنة تحتاج إلى التصنيع في ظروف معقمة ، وفي ظل الفراغ ، يمكن طباعة هذه البطاريات بالشاشة في ظروف المختبر العادية. يمكن استخدام الجهاز في إلكترونيات مرنة وقابلة للمط للأجهزة القابلة للارتداء وكذلك الروبوتات اللينة.

الفريق ، المكون من باحثين في جامعة كاليفورنيا سان دييغو وشركة ZPower ومقرها كاليفورنيا ، يعرض تفاصيل النتائج التي توصلوا إليها في عدد 7 ديسمبر 2020 من المجلة. جول.

& ldquo يمكن تصميم بطارياتنا حول الإلكترونيات ، بدلاً من الأجهزة الإلكترونية التي يجب تصميمها حول البطاريات ، كما قال Lu Yin ، أحد المؤلفين المشاركين في الورقة و rsquos والدكتوراه. طالب في المجموعة البحثية لجامعة كاليفورنيا في سان دييغو & rsquos nanoengineering البروفيسور جوزيف وانج.

تبلغ السعة المساحية لهذه البطارية المبتكرة 50 مللي أمبير لكل سنتيمتر مربع في درجة حرارة الغرفة ، وهذا أكبر من 10 إلى 20 مرة من السعة المساحية لبطارية ليثيوم أيون نموذجية. لذلك ، بالنسبة لنفس مساحة السطح ، يمكن للبطارية الموضحة في Joule أن توفر طاقة أكبر من 5 إلى 10 مرات.

& ldquo هذا النوع من السعة المساحية لم يتم الحصول عليها من قبل ، & rdquo Yinsaid. & ldquo وطريقة التصنيع لدينا ميسورة التكلفة وقابلة للتطوير. & rdquo

تبلغ السعة المساحية لهذه البطارية المبتكرة 50 مللي أمبير لكل سنتيمتر مربع في درجة حرارة الغرفة ، وهذا أكبر من 10 إلى 20 مرة من السعة المساحية لبطارية ليثيوم أيون نموذجية. لذلك ، بالنسبة لنفس مساحة السطح ، يمكن للبطارية الموضحة في Joule أن توفر طاقة أكبر من 5 إلى 10 مرات. الائتمان: جامعة كاليفورنيا سان دييغو

تتميز البطارية الجديدة بسعة أعلى من أي من البطاريات المرنة المتوفرة حاليًا في السوق. هذا & rsquos لأن البطارية لديها مقاومة أقل بكثير و mdash مقاومة الدائرة الكهربائية أو الجهاز للتيار البديل. كلما انخفضت المقاومة ، كان أداء البطارية أفضل ضد التفريغ الحالي العالي.

& ldquo مع نمو سوق 5G وإنترنت الأشياء (IoT) بسرعة ، من المحتمل أن تكون هذه البطارية التي تتفوق على المنتجات التجارية في الأجهزة اللاسلكية عالية التيار منافسًا رئيسيًا كمصدر طاقة من الجيل التالي للإلكترونيات الاستهلاكية ، وقال جوناثان شارف ، الورقة البحثية & rsquos co- أول مؤلف ودكتوراه. مرشح في مجموعة البحث في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو وأستاذ الهندسة النانوية ينغ شيرلي مينج.

نجحت البطاريات في تشغيل نظام عرض مرن مزود بوحدة تحكم دقيقة ووحدات Bluetooth. هنا أيضًا ، كان أداء البطارية أفضل من خلايا Li المعدنية المتوفرة تجاريًا.

تمت إعادة شحن خلايا البطارية المطبوعة لأكثر من 80 دورة ، دون إظهار أي علامات رئيسية على فقدان السعة. ظلت الخلايا تعمل أيضًا على الرغم من الانحناء والالتواء المتكرر.

& ldquo كان تركيزنا الأساسي هو تحسين أداء البطارية وعملية التصنيع ، وقال ينج شيرلي مينج ، مدير معهد جامعة كاليفورنيا في سان دييغو لاكتشاف المواد وتصميمها وأحد مؤلفي الورق و rsquos المطابقين.

لإنشاء البطارية ، استخدم الباحثون تصميم كاثود خاص وكيمياء من ZPower. ساهم وانغ وفريقه بخبرتهم في مجسات قابلة للطباعة وبطاريات قابلة للمط. قدمت Meng وزملاؤها خبراتهم في التوصيف المتقدم لأنظمة تخزين الطاقة الكهروكيميائية وتميزوا كل تكرار لنموذج أولي للبطارية حتى وصل إلى ذروة الأداء.

الوصفة لأداء أفضل

ترجع كثافة الطاقة الاستثنائية للبطارية و rsquos إلى كيمياء أكسيد الفضة والزنك (AgO-Zn). تستخدم معظم البطاريات التجارية المرنة كيمياء Ag2O-Zn. نتيجة لذلك ، عادة ما يكون لديهم دورة حياة محدودة وقدرة منخفضة. هذا يحد من استخدامها للإلكترونيات منخفضة الطاقة والتي يمكن التخلص منها.

يعتبر AgO تقليديا غير مستقر. لكن مادة الكاثود ZPower & rsquos AgO تعتمد على طلاء أكسيد الرصاص الخاص لتحسين الاستقرار والتوصيل الكهروكيميائي AgO & rsquos.

كميزة إضافية ، فإن كيمياء AgO-Zn مسؤولة عن البطارية و rsquos منخفضة المقاومة. تتميز مجمعات التيار المطبوع بالبطارية و rsquos أيضًا بموصلية ممتازة ، مما يساعد أيضًا في تحقيق مقاومة أقل.

تحسين التصنيع

ولكن لم يتم استخدام AgO في بطارية مطبوعة على الشاشة من قبل ، لأنها شديدة التأكسد وتتحلل بسرعة كيميائيًا. من خلال اختبار المذيبات والمجلدات المختلفة ، تمكن الباحثون في مختبر Wang & rsquos في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو من العثور على تركيبة حبر تجعل AgO قابلًا للطباعة. نتيجة لذلك ، يمكن طباعة البطارية في بضع ثوانٍ فقط بمجرد تجهيز الأحبار. إنه جاف وجاهز للاستخدام في دقائق معدودة. يمكن أيضًا طباعة البطارية في عملية لفة إلى لفة ، مما يزيد من السرعة ويجعل التصنيع قابلاً للتطوير.

تُطبع البطاريات على فيلم بوليمر مستقر كيميائيًا ومرنًا وله نقطة انصهار عالية (حوالي 200 درجة مئوية أو 400 درجة فهرنهايت) يمكن أن يكون مختومًا بالحرارة. تشكل المجمعات الحالية ، وأنود الزنك ، وكاثود AgO والفواصل المقابلة لها طبقة مكدسة مطبوعة على الشاشة.

يعمل الفريق بالفعل على الجيل التالي من البطارية ، بهدف الحصول على أجهزة شحن أرخص وأسرع مع مقاومة أقل يمكن استخدامها في أجهزة الجيل الخامس والروبوتات اللينة التي تتطلب طاقة عالية وعوامل شكل مرنة وقابلة للتخصيص.


بطارية جديدة أقوى 10 مرات من أحدث التقنيات ومرنة وقابلة لإعادة الشحن

نجحت البطاريات في تشغيل نظام عرض مرن مزود بوحدة تحكم دقيقة ووحدات Bluetooth. هنا أيضًا ، كان أداء البطارية أفضل من خلايا Li المعدنية المتوفرة تجاريًا. الائتمان: جامعة كاليفورنيا سان دييغو

A team of researchers has developed a flexible, rechargeable silver oxide-zinc battery with a five to 10 times greater areal energy density than state of the art. The battery also is easier to manufacture while most flexible batteries need to be manufactured in sterile conditions, under vacuum, this one can be screen printed in normal lab conditions. The device can be used in flexible, stretchable electronics for wearables as well as soft robotics.

The team, made up of researchers at the University of California San Diego and California-based company ZPower, details their findings in the December 7, 2020, issue of the journal جول.

&ldquoOur batteries can be designed around electronics, instead of electronics needed to be designed around batteries,&rdquo said Lu Yin, one of the paper&rsquos co-first authors and a Ph.D. student in the research group of UC San Diego&rsquos nanoengineering Professor Joseph Wang.

The areal capacity for this innovative battery is 50 milliamps per square centimeter at room temperature &mdash this is 10-20 times greater than the areal capacity of a typical Lithium ion battery. So for the same surface area, the battery described in Joule can provide 5 to 10 times more power.

&ldquoThis kind of areal capacity has never been obtained before,&rdquo Yinsaid. &ldquoAnd our manufacturing method is affordable and scalable.&rdquo

The areal capacity for this innovative battery is 50 milliamps per square centimeter at room temperature &mdash this is 10-20 times greater than the areal capacity of a typical Lithium ion battery. So for the same surface area, the battery described in Joule can provide 5 to 10 times more power. Credit: University of California San Diego

The new battery has higher capacity than any of the flexible batteries currently available on the market. That&rsquos because the battery has a much lower impedance &mdash the resistance of an electric circuit or device to alternative current. The lower the impedance, the better the battery performance against high current discharge.

&ldquoAs the 5G and Internet of Things (IoT) market grows rapidly, this battery that outperforms commercial products in high current wireless devices will likely be a main contender as the next-generation power source for consumer electronics,&rdquo said Jonathan Scharf the paper&rsquos co-first author and a Ph.D. candidate in the research group of UC San Diego&rsquos nanoengineering Professor Ying Shirley Meng.

The batteries successfully powered a flexible display system equipped with a microcontroller and Bluetooth modules. Here too the battery performed better than commercially available Li coin cells.

The printed battery cells were recharged for more than 80 cycles, without showing any major signs of capacity loss. The cells also remained functional in spite of repeated bending and twisting.

&ldquoOur core focus was to improve both battery performance and the manufacturing process,&rdquo said Ying Shirley Meng, director of the UC San Diego Institute for Materials Discovery and Design and one of the paper&rsquos corresponding authors.

To create the battery, the researchers used a proprietary cathode design and chemistry from ZPower. Wang and his team contributed their expertise in printable, stretchable sensors and stretchable batteries. Meng and her colleagues provided their expertise in advanced characterization for electrochemical energy storage systems and characterized each iteration of the battery prototype until it reached peak performance.

The recipe to better performance

The battery&rsquos exceptional energy density is due to its silver oxide-zinc, (AgO-Zn)chemistry. Most commercial flexible batteries use a Ag2O-Zn chemistry. As a result, they usually have limited cycle life and have low capacity. This limits their use to low-power, disposable electronics.

AgO is traditionally considered unstable. But ZPower&rsquos AgO cathode material relies on a proprietary lead oxide coating to improve AgO&rsquos electrochemical stability and conductivity.

As an added benefit, the AgO-Zn chemistry is responsible for the battery&rsquos low impedance. The battery&rsquos printed current collectors also have excellent conductivity, which also helps achieve lower impedance.

Improved manufacturing

But AgO had never been used in a screen-printed battery before, because it is highly oxidative and chemically degrades quickly. By testing various solvents and binders, researchers in Wang&rsquos lab at UC San Diego were able to find an ink formulation that makes AgO viable for printing. As a result, the battery can be printed in only a few seconds once the inks are prepared. It is dry and ready to use in just minutes. The battery could also be printed in a roll-to-roll process, which would increase the speed and make manufacturing scalable.

The batteries are printed onto a polymer film that is chemically stable, elastic, and has a high melting point (about 200 degrees C or 400 degrees Fahrenheit ) that can be heat sealed. Current collectors, the zinc anode, the AgO cathode and their corresponding separators each constitute a stacked screen-printed layer.

The team is already at work on the next generation of the battery, aiming for cheaper, faster charging devices with even lower impedance that would be used in 5G devices and soft robotics that require high power and customizable and flexible form factors.


New Battery Is 10 Times More Powerful Than State of the Art, Flexible and Rechargeable

The batteries successfully powered a flexible display system equipped with a microcontroller and Bluetooth modules. Here too the battery performed better than commercially available Li coin cells. Credit: University of California San Diego

A team of researchers has developed a flexible, rechargeable silver oxide-zinc battery with a five to 10 times greater areal energy density than state of the art. The battery also is easier to manufacture while most flexible batteries need to be manufactured in sterile conditions, under vacuum, this one can be screen printed in normal lab conditions. The device can be used in flexible, stretchable electronics for wearables as well as soft robotics.

The team, made up of researchers at the University of California San Diego and California-based company ZPower, details their findings in the December 7, 2020, issue of the journal جول.

&ldquoOur batteries can be designed around electronics, instead of electronics needed to be designed around batteries,&rdquo said Lu Yin, one of the paper&rsquos co-first authors and a Ph.D. student in the research group of UC San Diego&rsquos nanoengineering Professor Joseph Wang.

The areal capacity for this innovative battery is 50 milliamps per square centimeter at room temperature &mdash this is 10-20 times greater than the areal capacity of a typical Lithium ion battery. So for the same surface area, the battery described in Joule can provide 5 to 10 times more power.

&ldquoThis kind of areal capacity has never been obtained before,&rdquo Yinsaid. &ldquoAnd our manufacturing method is affordable and scalable.&rdquo

The areal capacity for this innovative battery is 50 milliamps per square centimeter at room temperature &mdash this is 10-20 times greater than the areal capacity of a typical Lithium ion battery. So for the same surface area, the battery described in Joule can provide 5 to 10 times more power. Credit: University of California San Diego

The new battery has higher capacity than any of the flexible batteries currently available on the market. That&rsquos because the battery has a much lower impedance &mdash the resistance of an electric circuit or device to alternative current. The lower the impedance, the better the battery performance against high current discharge.

&ldquoAs the 5G and Internet of Things (IoT) market grows rapidly, this battery that outperforms commercial products in high current wireless devices will likely be a main contender as the next-generation power source for consumer electronics,&rdquo said Jonathan Scharf the paper&rsquos co-first author and a Ph.D. candidate in the research group of UC San Diego&rsquos nanoengineering Professor Ying Shirley Meng.

The batteries successfully powered a flexible display system equipped with a microcontroller and Bluetooth modules. Here too the battery performed better than commercially available Li coin cells.

The printed battery cells were recharged for more than 80 cycles, without showing any major signs of capacity loss. The cells also remained functional in spite of repeated bending and twisting.

&ldquoOur core focus was to improve both battery performance and the manufacturing process,&rdquo said Ying Shirley Meng, director of the UC San Diego Institute for Materials Discovery and Design and one of the paper&rsquos corresponding authors.

To create the battery, the researchers used a proprietary cathode design and chemistry from ZPower. Wang and his team contributed their expertise in printable, stretchable sensors and stretchable batteries. Meng and her colleagues provided their expertise in advanced characterization for electrochemical energy storage systems and characterized each iteration of the battery prototype until it reached peak performance.

The recipe to better performance

The battery&rsquos exceptional energy density is due to its silver oxide-zinc, (AgO-Zn)chemistry. Most commercial flexible batteries use a Ag2O-Zn chemistry. As a result, they usually have limited cycle life and have low capacity. This limits their use to low-power, disposable electronics.

AgO is traditionally considered unstable. But ZPower&rsquos AgO cathode material relies on a proprietary lead oxide coating to improve AgO&rsquos electrochemical stability and conductivity.

As an added benefit, the AgO-Zn chemistry is responsible for the battery&rsquos low impedance. The battery&rsquos printed current collectors also have excellent conductivity, which also helps achieve lower impedance.

Improved manufacturing

But AgO had never been used in a screen-printed battery before, because it is highly oxidative and chemically degrades quickly. By testing various solvents and binders, researchers in Wang&rsquos lab at UC San Diego were able to find an ink formulation that makes AgO viable for printing. As a result, the battery can be printed in only a few seconds once the inks are prepared. It is dry and ready to use in just minutes. The battery could also be printed in a roll-to-roll process, which would increase the speed and make manufacturing scalable.

The batteries are printed onto a polymer film that is chemically stable, elastic, and has a high melting point (about 200 degrees C or 400 degrees Fahrenheit ) that can be heat sealed. Current collectors, the zinc anode, the AgO cathode and their corresponding separators each constitute a stacked screen-printed layer.

The team is already at work on the next generation of the battery, aiming for cheaper, faster charging devices with even lower impedance that would be used in 5G devices and soft robotics that require high power and customizable and flexible form factors.


New Battery Is 10 Times More Powerful Than State of the Art, Flexible and Rechargeable

The batteries successfully powered a flexible display system equipped with a microcontroller and Bluetooth modules. Here too the battery performed better than commercially available Li coin cells. Credit: University of California San Diego

A team of researchers has developed a flexible, rechargeable silver oxide-zinc battery with a five to 10 times greater areal energy density than state of the art. The battery also is easier to manufacture while most flexible batteries need to be manufactured in sterile conditions, under vacuum, this one can be screen printed in normal lab conditions. The device can be used in flexible, stretchable electronics for wearables as well as soft robotics.

The team, made up of researchers at the University of California San Diego and California-based company ZPower, details their findings in the December 7, 2020, issue of the journal جول.

&ldquoOur batteries can be designed around electronics, instead of electronics needed to be designed around batteries,&rdquo said Lu Yin, one of the paper&rsquos co-first authors and a Ph.D. student in the research group of UC San Diego&rsquos nanoengineering Professor Joseph Wang.

The areal capacity for this innovative battery is 50 milliamps per square centimeter at room temperature &mdash this is 10-20 times greater than the areal capacity of a typical Lithium ion battery. So for the same surface area, the battery described in Joule can provide 5 to 10 times more power.

&ldquoThis kind of areal capacity has never been obtained before,&rdquo Yinsaid. &ldquoAnd our manufacturing method is affordable and scalable.&rdquo

The areal capacity for this innovative battery is 50 milliamps per square centimeter at room temperature &mdash this is 10-20 times greater than the areal capacity of a typical Lithium ion battery. So for the same surface area, the battery described in Joule can provide 5 to 10 times more power. Credit: University of California San Diego

The new battery has higher capacity than any of the flexible batteries currently available on the market. That&rsquos because the battery has a much lower impedance &mdash the resistance of an electric circuit or device to alternative current. The lower the impedance, the better the battery performance against high current discharge.

&ldquoAs the 5G and Internet of Things (IoT) market grows rapidly, this battery that outperforms commercial products in high current wireless devices will likely be a main contender as the next-generation power source for consumer electronics,&rdquo said Jonathan Scharf the paper&rsquos co-first author and a Ph.D. candidate in the research group of UC San Diego&rsquos nanoengineering Professor Ying Shirley Meng.

The batteries successfully powered a flexible display system equipped with a microcontroller and Bluetooth modules. Here too the battery performed better than commercially available Li coin cells.

The printed battery cells were recharged for more than 80 cycles, without showing any major signs of capacity loss. The cells also remained functional in spite of repeated bending and twisting.

&ldquoOur core focus was to improve both battery performance and the manufacturing process,&rdquo said Ying Shirley Meng, director of the UC San Diego Institute for Materials Discovery and Design and one of the paper&rsquos corresponding authors.

To create the battery, the researchers used a proprietary cathode design and chemistry from ZPower. Wang and his team contributed their expertise in printable, stretchable sensors and stretchable batteries. Meng and her colleagues provided their expertise in advanced characterization for electrochemical energy storage systems and characterized each iteration of the battery prototype until it reached peak performance.

The recipe to better performance

The battery&rsquos exceptional energy density is due to its silver oxide-zinc, (AgO-Zn)chemistry. Most commercial flexible batteries use a Ag2O-Zn chemistry. As a result, they usually have limited cycle life and have low capacity. This limits their use to low-power, disposable electronics.

AgO is traditionally considered unstable. But ZPower&rsquos AgO cathode material relies on a proprietary lead oxide coating to improve AgO&rsquos electrochemical stability and conductivity.

As an added benefit, the AgO-Zn chemistry is responsible for the battery&rsquos low impedance. The battery&rsquos printed current collectors also have excellent conductivity, which also helps achieve lower impedance.

Improved manufacturing

But AgO had never been used in a screen-printed battery before, because it is highly oxidative and chemically degrades quickly. By testing various solvents and binders, researchers in Wang&rsquos lab at UC San Diego were able to find an ink formulation that makes AgO viable for printing. As a result, the battery can be printed in only a few seconds once the inks are prepared. It is dry and ready to use in just minutes. The battery could also be printed in a roll-to-roll process, which would increase the speed and make manufacturing scalable.

The batteries are printed onto a polymer film that is chemically stable, elastic, and has a high melting point (about 200 degrees C or 400 degrees Fahrenheit ) that can be heat sealed. Current collectors, the zinc anode, the AgO cathode and their corresponding separators each constitute a stacked screen-printed layer.

The team is already at work on the next generation of the battery, aiming for cheaper, faster charging devices with even lower impedance that would be used in 5G devices and soft robotics that require high power and customizable and flexible form factors.


New Battery Is 10 Times More Powerful Than State of the Art, Flexible and Rechargeable

The batteries successfully powered a flexible display system equipped with a microcontroller and Bluetooth modules. Here too the battery performed better than commercially available Li coin cells. Credit: University of California San Diego

A team of researchers has developed a flexible, rechargeable silver oxide-zinc battery with a five to 10 times greater areal energy density than state of the art. The battery also is easier to manufacture while most flexible batteries need to be manufactured in sterile conditions, under vacuum, this one can be screen printed in normal lab conditions. The device can be used in flexible, stretchable electronics for wearables as well as soft robotics.

The team, made up of researchers at the University of California San Diego and California-based company ZPower, details their findings in the December 7, 2020, issue of the journal جول.

&ldquoOur batteries can be designed around electronics, instead of electronics needed to be designed around batteries,&rdquo said Lu Yin, one of the paper&rsquos co-first authors and a Ph.D. student in the research group of UC San Diego&rsquos nanoengineering Professor Joseph Wang.

The areal capacity for this innovative battery is 50 milliamps per square centimeter at room temperature &mdash this is 10-20 times greater than the areal capacity of a typical Lithium ion battery. So for the same surface area, the battery described in Joule can provide 5 to 10 times more power.

&ldquoThis kind of areal capacity has never been obtained before,&rdquo Yinsaid. &ldquoAnd our manufacturing method is affordable and scalable.&rdquo

The areal capacity for this innovative battery is 50 milliamps per square centimeter at room temperature &mdash this is 10-20 times greater than the areal capacity of a typical Lithium ion battery. So for the same surface area, the battery described in Joule can provide 5 to 10 times more power. Credit: University of California San Diego

The new battery has higher capacity than any of the flexible batteries currently available on the market. That&rsquos because the battery has a much lower impedance &mdash the resistance of an electric circuit or device to alternative current. The lower the impedance, the better the battery performance against high current discharge.

&ldquoAs the 5G and Internet of Things (IoT) market grows rapidly, this battery that outperforms commercial products in high current wireless devices will likely be a main contender as the next-generation power source for consumer electronics,&rdquo said Jonathan Scharf the paper&rsquos co-first author and a Ph.D. candidate in the research group of UC San Diego&rsquos nanoengineering Professor Ying Shirley Meng.

The batteries successfully powered a flexible display system equipped with a microcontroller and Bluetooth modules. Here too the battery performed better than commercially available Li coin cells.

The printed battery cells were recharged for more than 80 cycles, without showing any major signs of capacity loss. The cells also remained functional in spite of repeated bending and twisting.

&ldquoOur core focus was to improve both battery performance and the manufacturing process,&rdquo said Ying Shirley Meng, director of the UC San Diego Institute for Materials Discovery and Design and one of the paper&rsquos corresponding authors.

To create the battery, the researchers used a proprietary cathode design and chemistry from ZPower. Wang and his team contributed their expertise in printable, stretchable sensors and stretchable batteries. Meng and her colleagues provided their expertise in advanced characterization for electrochemical energy storage systems and characterized each iteration of the battery prototype until it reached peak performance.

The recipe to better performance

The battery&rsquos exceptional energy density is due to its silver oxide-zinc, (AgO-Zn)chemistry. Most commercial flexible batteries use a Ag2O-Zn chemistry. As a result, they usually have limited cycle life and have low capacity. This limits their use to low-power, disposable electronics.

AgO is traditionally considered unstable. But ZPower&rsquos AgO cathode material relies on a proprietary lead oxide coating to improve AgO&rsquos electrochemical stability and conductivity.

As an added benefit, the AgO-Zn chemistry is responsible for the battery&rsquos low impedance. The battery&rsquos printed current collectors also have excellent conductivity, which also helps achieve lower impedance.

Improved manufacturing

But AgO had never been used in a screen-printed battery before, because it is highly oxidative and chemically degrades quickly. By testing various solvents and binders, researchers in Wang&rsquos lab at UC San Diego were able to find an ink formulation that makes AgO viable for printing. As a result, the battery can be printed in only a few seconds once the inks are prepared. It is dry and ready to use in just minutes. The battery could also be printed in a roll-to-roll process, which would increase the speed and make manufacturing scalable.

The batteries are printed onto a polymer film that is chemically stable, elastic, and has a high melting point (about 200 degrees C or 400 degrees Fahrenheit ) that can be heat sealed. Current collectors, the zinc anode, the AgO cathode and their corresponding separators each constitute a stacked screen-printed layer.

The team is already at work on the next generation of the battery, aiming for cheaper, faster charging devices with even lower impedance that would be used in 5G devices and soft robotics that require high power and customizable and flexible form factors.


New Battery Is 10 Times More Powerful Than State of the Art, Flexible and Rechargeable

The batteries successfully powered a flexible display system equipped with a microcontroller and Bluetooth modules. Here too the battery performed better than commercially available Li coin cells. Credit: University of California San Diego

A team of researchers has developed a flexible, rechargeable silver oxide-zinc battery with a five to 10 times greater areal energy density than state of the art. The battery also is easier to manufacture while most flexible batteries need to be manufactured in sterile conditions, under vacuum, this one can be screen printed in normal lab conditions. The device can be used in flexible, stretchable electronics for wearables as well as soft robotics.

The team, made up of researchers at the University of California San Diego and California-based company ZPower, details their findings in the December 7, 2020, issue of the journal جول.

&ldquoOur batteries can be designed around electronics, instead of electronics needed to be designed around batteries,&rdquo said Lu Yin, one of the paper&rsquos co-first authors and a Ph.D. student in the research group of UC San Diego&rsquos nanoengineering Professor Joseph Wang.

The areal capacity for this innovative battery is 50 milliamps per square centimeter at room temperature &mdash this is 10-20 times greater than the areal capacity of a typical Lithium ion battery. So for the same surface area, the battery described in Joule can provide 5 to 10 times more power.

&ldquoThis kind of areal capacity has never been obtained before,&rdquo Yinsaid. &ldquoAnd our manufacturing method is affordable and scalable.&rdquo

The areal capacity for this innovative battery is 50 milliamps per square centimeter at room temperature &mdash this is 10-20 times greater than the areal capacity of a typical Lithium ion battery. So for the same surface area, the battery described in Joule can provide 5 to 10 times more power. Credit: University of California San Diego

The new battery has higher capacity than any of the flexible batteries currently available on the market. That&rsquos because the battery has a much lower impedance &mdash the resistance of an electric circuit or device to alternative current. The lower the impedance, the better the battery performance against high current discharge.

&ldquoAs the 5G and Internet of Things (IoT) market grows rapidly, this battery that outperforms commercial products in high current wireless devices will likely be a main contender as the next-generation power source for consumer electronics,&rdquo said Jonathan Scharf the paper&rsquos co-first author and a Ph.D. candidate in the research group of UC San Diego&rsquos nanoengineering Professor Ying Shirley Meng.

The batteries successfully powered a flexible display system equipped with a microcontroller and Bluetooth modules. Here too the battery performed better than commercially available Li coin cells.

The printed battery cells were recharged for more than 80 cycles, without showing any major signs of capacity loss. The cells also remained functional in spite of repeated bending and twisting.

&ldquoOur core focus was to improve both battery performance and the manufacturing process,&rdquo said Ying Shirley Meng, director of the UC San Diego Institute for Materials Discovery and Design and one of the paper&rsquos corresponding authors.

To create the battery, the researchers used a proprietary cathode design and chemistry from ZPower. Wang and his team contributed their expertise in printable, stretchable sensors and stretchable batteries. Meng and her colleagues provided their expertise in advanced characterization for electrochemical energy storage systems and characterized each iteration of the battery prototype until it reached peak performance.

The recipe to better performance

The battery&rsquos exceptional energy density is due to its silver oxide-zinc, (AgO-Zn)chemistry. Most commercial flexible batteries use a Ag2O-Zn chemistry. As a result, they usually have limited cycle life and have low capacity. This limits their use to low-power, disposable electronics.

AgO is traditionally considered unstable. But ZPower&rsquos AgO cathode material relies on a proprietary lead oxide coating to improve AgO&rsquos electrochemical stability and conductivity.

As an added benefit, the AgO-Zn chemistry is responsible for the battery&rsquos low impedance. The battery&rsquos printed current collectors also have excellent conductivity, which also helps achieve lower impedance.

Improved manufacturing

But AgO had never been used in a screen-printed battery before, because it is highly oxidative and chemically degrades quickly. By testing various solvents and binders, researchers in Wang&rsquos lab at UC San Diego were able to find an ink formulation that makes AgO viable for printing. As a result, the battery can be printed in only a few seconds once the inks are prepared. It is dry and ready to use in just minutes. The battery could also be printed in a roll-to-roll process, which would increase the speed and make manufacturing scalable.

The batteries are printed onto a polymer film that is chemically stable, elastic, and has a high melting point (about 200 degrees C or 400 degrees Fahrenheit ) that can be heat sealed. Current collectors, the zinc anode, the AgO cathode and their corresponding separators each constitute a stacked screen-printed layer.

The team is already at work on the next generation of the battery, aiming for cheaper, faster charging devices with even lower impedance that would be used in 5G devices and soft robotics that require high power and customizable and flexible form factors.


شاهد الفيديو: الفطر لإعادة تدوير بطاريات أيونات الليثيوم (شهر نوفمبر 2021).