Разработку «мягких» роботов и гибких носимых устройств ограничивают аккумуляторы.
Китайские исследователи создали эластичный литий-ионный аккумулятор, который может растягиваться на 5000% от изначальной длины.
Аккумулятор сделали с применением технологий и материалов для контактных линз. Ученые использовали тонкую пленку из проводящей пасты, которая содержит углеродную сажу, серебряные нанопроводники, а также литийсодержащие катодные и анодные материалы. Снаружи ее защищают слои полидиметилсилоксана. Это прозрачный гибкий материал, который сохраняет форму и обеспечивает пластичность.
Эластичный аккумулятор обладает на 600% большей емкостью по сравнению с аналогичной по размеру батареей с жидким электролитом. В нескольких прототипах ученым удалось достигнуть относительно стабильной емкости на протяжении 1000 циклов зарядки, с ухудшением на 1% после первых 30 циклов. Для сравнения, у сопоставимого аккумулятора с жидким электролитом деградация составила 16% после того же количества циклов. При этом, эластичный аккумулятор можно сгибать, скручивать и растягивать без нарушения целостности материала.
Эластичный полидиметилсилоксан, из которого сделана большая часть аккумулятора, полностью прозрачен, что открывает широкие возможности для применения в умных часах, одежде и незаметных медицинских носимых устройствах. Дальнейшее развитие этой технологии позволит использовать эластичные батареи в складных, рулонных и растягиваемых дисплеях.
Результаты исследования опубликованы в ACS Energy Letters.
