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微型柔性水凝胶锂离子电池面世
2024年10月30日 15:03:54
来源：化工仪器网 作者：小梦 点击量：8237
英国牛津大学化学和药理学系科学家利用水凝胶液滴，成功研制出一款微型柔性锂离子电池。
【化工仪器网 项目成果】近年来，各个国家都高度重视应对全球气候变化，均采取各种利好政策和措施刺激能源转型。随着新能源汽车的强势入局，全球各大企业都掀起一股“造车潮”。而作为电车的“心脏”——锂电池，其性能与类型随着电车的快速发展也日益多样化。
就在近日，英国牛津大学化学和药理学系科学家利用水凝胶液滴，成功研制出一款微型柔性锂离子电池。相关论文发表于新一期《自然·化学工程》杂志。
传统电池难以满足医疗等设备对小型化、安全性和生物相容性的高要求；且此类电池应该具备多种特性，如高容量、生物相容性、生物降解性和可激活性等。同时，它们还应具备远程控制能力，以适应复杂多变的环境。然而，目前市场上还没有集高容量、生物相容性、生物降解性和可激活性于一体的电池。
为攻克这一难题，牛津大学科学家利用水凝胶液滴，采用表面活性剂支撑的组装技术，通过类似肥皂的分子协助，将三个体积仅为10纳升的微型液滴连接起来。其中两个液滴含有锂离子颗粒，它们相互作用便能产生能量。这种独特的设计使得该电池拥有出色的能量密度，成为迄今最小的水凝胶锂离子电池。
更为引人注目的是，这款电池还具备光激活特性。这意味着在某些特定条件下，如光照下，电池可以被激活并开始工作。这一特性为远程控制提供了可能，使得电池能够适应更加复杂多变的环境。同时，该电池还具备可充电性，这大大延长了其使用寿命，提高了其实用性。
值得一提的是，这款电池还具有生物降解能力。在完成任务后或寿命结束时，它可以被生物降解，从而减少了对环境的污染和负担。
研究团队表示，这种微型电池有望在药物释放、心脏除颤和微型机器人等多个生物医学领域大放异彩。在药物释放方面，通过精确控制药物的释放时间和剂量，提高治疗效果并减少副作用。其次，在心脏除颤方面，这款电池可以促进合成细胞间带电分子的运动，从而实现对小鼠心脏跳动的控制及除颤功能。此外，在微型机器人领域，由于其小巧的体积和高能量密度，这款电池可以作为移动的能量载体，为微型机器人提供稳定且持久的电力支持。
微型柔性水凝胶锂离子电池的问世，无疑为能源存储领域带来了革命性的变革。其独特的柔性和高效的能量转换效率，使其在可穿戴设备、生物医学植入物以及物联网传感器等前沿科技领域中展现出巨大的应用潜力。这种电池的出现，不仅推动了锂电池技术的进一步发展，也为整个行业提供了新的增长点。
资料来源：科技日报
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