Pesquisadores da Universidade Politécnica de Hong Kong (PolyU) desenvolveram uma bateria de lítio têxtil altamente flexível e de alta energia, projetada para oferecer um suprimento de energia mais estável, durável e seguro para eletrônicos vestíveis para uma variedade de aplicações, como monitoramento de saúde, roupas inteligentes, smartphones, rastreamento do Sistema de Posicionamento Global (GPS) e Internet das Coisas (IoT).
A nova e leve bateria de lítio têxtil da PolyU demonstra densidade de alta energia de mais de 450 Wh / L e excelente flexibilidade – com um raio de curvatura inferior a 1 mm e capacidade de dobra de mais de 1.000 ciclos com degradação de capacidade marginal. Em comparação, a bateria de lítio dobrável existente só pode atingir um raio de curvatura de cerca de 25 mm e com um desempenho muito inferior a menos de 200 Wh / L. A bateria de lítio têxtil, com menos de 0,5 mm de espessura, também possui capacidade de carga / descarga rápida e ciclo de vida longo, comparável às baterias de lítio convencionais, de acordo com a Universidade.
Solução promissora
A inovação desenvolvida pela equipe de pesquisa do Instituto de Têxteis e Vestuário (ITC) da PolyU arrebatou três prêmios na 47ª Exposição Internacional de Invenções de Genebra realizada no mês passado, sendo uma medalha de ouro e dois prêmios especiais de mérito.
“A tecnologia vestível foi nomeada como a próxima grande oportunidade global de mercado após os smartphones”, disse o professor ZHENG Zijian, que lidera a equipe de pesquisa do ITC. “As receitas do mercado global para dispositivos vestíveis estão previstas para crescer aos trancos e barrancos, de mais de 20% ao ano, para atingir US $ 100 bilhões até 2024.”
“Como todos os eletrônicos vestíveis exigirão o fornecimento de energia portátil, nossa tecnologia inovadora na fabricação de bateria de lítio têxtil oferece solução promissora para uma ampla gama de aplicativos de última geração, desde saúde, militar, esportes, aeroespacial, moda, IoT para qualquer sensoriamento ou rastreamento usos que podem até exceder nossa imaginação de hoje ”.
Bateria de lítio
A bateria de lítio é atualmente a bateria recarregável dominante no mercado devido à sua densidade relativamente alta de energia e longa vida útil. Como a bateria de lítio convencional é pesada e volumosa, fica difícil de usá-la em dispositivos vestíveis. Na última década, os cientistas têm se empenhado no desenvolvimento de baterias de lítio flexíveis, geralmente usando folhas metálicas como coletores de corrente. No entanto, é somente até o surgimento da Bateria de Lítio Têxtil da PolyU que os gargalos sobre a densidade de energia, flexibilidade, robustez mecânica e estabilidade do ciclo podem ser resolvidos, dizem os pesquisadores.
Aplicando a nova tecnologia patenteada da PolyU de Deposição de Metal Assistida por Polímero (PAMD), metais altamente condutores, cobre (Cu) e níquel (Ni) são uniformemente e conformadamente depositados em tecidos pré-tratados. Tais tecidos metálicos fabricados, com baixa resistência de folha e grande área de superfície, servem como coletores de corrente na bateria. Depois de adicionar materiais ativos para agir como cátodo e ânodo, os tecidos metálicos, juntamente com o separador e o eletrólito, são montados na bateria de lítio têxtil.
Resultados de teste
Testes de laboratório conduzidos pela equipe do ITC comprovaram a estabilidade mecânica, a durabilidade e a segurança extremamente altas da bateria de lítio têxtil sob deformação. Quando a bateria é repetidamente dobrada ao meio, torcida em diferentes ângulos ou livremente amassada, sua janela de voltagem permanece inalterada.
O teste de flexão mostrou que a bateria pode ser dobrada mais de 1.000 vezes com degradação de capacidade marginal. Testes de segurança conduzidos por martelamento contínuo, corte com tesoura e penetração com prego provaram que a bateria pode fornecer de forma estável a potência de saída para os componentes eletrônicos, sem risco de pegar fogo ou estourar.
via www.polyu.edu.hk