Кәгазь батарея нәрсә ул? Кәгазь батареяларның өстенлекләре һәм кулланмалары

Графит анодларда, кремний анодларда һәм металл нигезендәге анодларда яңалыклар белән батарея технологиясендә алга китеш искиткеч булды. Бу алга китешләрнең һәрберсе энергия тыгызлыгын, тизрәк зарядлау тизлеген, берәмлек чыгымнарын һәм күбрәк корылма циклын тәкъдим итә. Бүген без кәгазь батарейкалар белән таныштырабыз, алар җиңел, югары эффектив яңа энергия саклау карарларына өмет балкышы китерә.

Кәгазь батарея нәрсә ул?

Кәгазь батарея - яңа төр батарея, ул электрод материалларын нечкә пленка субстратына бастыру өчен полиграфия технологиясен куллана. Ул кәгазь кебек нечкә булганга, гадәттә "кәгазь батарея" дип атала. Ул традицион батарея компонентларын - электролитларны, уңай һәм тискәре электрод материалларын - бик сыгылучан кәгазь белән берләштерә, нечкә, бөкләнә торган батарея структурасын формалаштыра. Кәгазь батарея дип аталса да, ул тулысынча кәгазьдән ясалмый, ләкин кәгазь төп структур компонентны тәшкил итә, аңа яхшы сыгылучылык һәм җиңеллек бирә.

Кәгазь батареяның эш принцибы традицион батарея принцибына охшаган. Позитив һәм тискәре электродлар арасында химик реакцияләр аша электр чыгара. Ләкин, традицион батарейкалардан аермалы буларак, кәгазь батареялар экологик яктан чиста материаллар кулланалар, җитештерү процессы гадирәк һәм чагыштырмача арзан.

Кәгазь батареяларның структурасы һәм эш принцибы

Кәгазь батареялар гадәттә түбәндәге компонентлардан тора:

Кәгазь батареяның төп материалы - үткәргеч булыр өчен махсус эшкәртелгән кәгазь. Бу эшкәртелгән кәгазь батарея өчен терәк структурасы булып хезмәт итә.

Традицион батареяларга охшаган кәгазь батареялар шулай ук ​​уңай һәм тискәре электродлар таләп итәләр, электроннарны күчерүне җиңеләйтәләр. Гомуми электрод материалларына металл оксидлары, углеродлы материаллар һәм башкалар керә, алар кәгазь битенә турыдан-туры кулланыла.

Кәгазь батарея шулай ук ​​ион үткәрү өчен электролит таләп итә. Бу электролит гадәттә сыек яки гель формасында була һәм батарейканың эффектив эшләвен тәэмин итү өчен кәгазь җепселләренә үтеп керә ала. Кәгазь батарея схемага тоташканда, электролиттагы ионнар электр кыры тәэсирендә агыла, корылма һәм агызу процессын тәмамлый, һәм электрон җайланмаларга энергия бирә.

Кәгазь батареялар тарихы

2009 елда, Калифорниядәге Стенфорд Университеты "кәгазь батарея" ны уңышлы эшләде, кремний нановирларын кулланып, традицион литий-ион батарейкаларының ун тапкыр эффективлыгы белән батарея ясау өчен. 2015 елның декабрендә Швеция галимнәре "кәгазь" ясадылар, ул батарея буларак кулланыла ала, базардагы иң яхшы супер-конденсатор батарейкаларына каршы торырлык эффективлык.

Кәгазь батареяларда кулланылган наноматериаллар аеруча үзенчәлекле. Бу материалларның бик кечкенә диаметрлары һәм бер үлчәмле структуралары бар, алар наноматериаллардан ясалган сыя кәгазьгә нык ябышырга булышалар. Бу батареяны һәм суперкапаситорны бик ныклы итә, потенциаль гомер озынлыгы 40,000 кадәр корылма һәм агызу цикллары белән.

Традицион батареялар кебек, бу яңа батареяга электродлар, электролитлар һәм сепаратор керә. Аерым алганда, кәгазь батарея электродлар һәм электролитлар урнаштырылган целлюлоза кәгазеннән эшләнгән. Cellеллюлоза кәгазе сепаратор булып хезмәт итә. Электродлар - целлюлозага кушылган углеродлы нанотублар һәм целлюлозадан ясалган нечкә пленкага кулланылган литий металл. Электролит - литий гексафлорофосфат эремәсе. Ренссельер политехник институты галимнәре бу яңа кәгазь батареяны бу өч компонентны бер нечкә кәгазьгә интеграцияләп ясадылар.

Тикшеренүләр күрсәткәнчә, 2В көчәнеш астында бу яңа кәгазь батарея граммга 10 миллиамп ток чыгарырга мөмкин. Инновацион җитештерү ысулына өстәп, бу яңа кәгазь батареяның сыгылмалылыгы кебек бик мөһим үзенчәлекләре бар. Аның төп компоненты целлюлоза булганлыктан, кәгазьнең кайбер үзенчәлекләрен саклый, шул исәптән яхшы сыгылучылык. Эксперименталь нәтиҗәләр шуны күрсәтә: бу батарея -70 ° C дан 150 ° C га кадәр температураның үзгәрүенә каршы тора һәм нормаль эшләвен дәвам итә.

Кәгазь батареяларның өстенлекләре һәм кулланмалары

Кәгазь батареяларда кулланылган наноматериаллар бик кечкенә диаметры һәм бер үлчәмле структурасы аркасында искиткеч, бу наноматериаллардан ясалган сыяны кәгазьгә нык бәйләргә ярдәм итә. Бу бик нык чыдамлы батарея һәм суперкапситорга китерә, кәгазь конденсаторлар потенциаль 40,000 корылма һәм агызу циклына кадәр дәвам итә.

Традицион батареялардан аермалы буларак, кәгазь батареялар металл, литий һәм эшкәртү кушылмасы агып чыгу проблемаларыннан сакланалар. Алар экологик яктан чиста һәм гомуми көнкүреш калдыклары итеп эшкәртелергә мөмкин. Төзүчеләр бу батарейкаларның да бик арзан булуын әйтәләр. Алар акыллы карталар, музыкаль котлау открыткалары, электрон газеталар, һәм RFID (Радио ешлыкны идентификацияләү) тэглары өчен көч чыганагы буларак кулланылырга мөмкин. RFID технологиясенең тиз үсеше белән, кәгазь батареялар өчен потенциаль базар киләчәктә миллиард долларга җитәр дип көтелә.

Кәгазь батареяларның куллану өлкәсе бик зур. Бу батареялар акыллы карталарда, музыкаль котлау открыткаларында, электрон тэгларда, электрон газеталарда, RFID җайланмаларында, кәрәзле телефоннарда, ноутбукларда һәм башка продуктларда кулланылырга мөмкин. Аларның потенциаль кыйммәте шактый.