Pesquisadores da Universidade Politécnica de Hong Kong (PolyU) desenvolveram umabateria de lítio têxtilaltamente flexível e de alta energia que oferece um suprimento de energia mais estável, durável e seguro para eletrônicos vestíveis com uma infinidade de aplicações, como monitoramento de saúde, têxteis 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 alta densidade de 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 alcança 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.
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 em abril deste ano, uma medalha de ouro e dois prêmios especiais de mérito.
O professor ZHENG Zijian, que lidera a equipe de pesquisa do ITC, disse: "A tecnologia wearable foi nomeada como a próxima grande oportunidade global de mercado após os smartphones. As receitas do mercado global de dispositivos vestíveis estão projetadas para crescer aos trancos e barrancos, acima de 20% ao ano". Atingir US $ 100 bilhões até 2024.[1]Como todos os eletrônicos vestíveis precisarão de suprimento de energia para vestir, nossa nova tecnologia na fabricação de bateria de lítio têxtil oferece uma solução promissora para uma ampla gama de aplicações de última geração, desde saúde, infotainment, esportes, aeroespacial, moda, IoT para qualquer uso de sensoriamento ou rastreamento que pode até mesmo exceder nossa imaginação de hoje. "
A bateria de lítio é atualmente a bateria recarregável dominante no mercado devido à sua densidade de energia relativamente alta e longa vida útil.Como a bateria de lítio pesada volumosa convencional é difícil de usar 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 densidade de energia, flexibilidade, robustez mecânica e estabilidade do ciclo podem ser resolvidos.
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, apresentando baixa resistência de folha[2]e grande área superficial[3], 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.
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.
Pesquisadores desenvolvem bateria de lítio flexível para roupas inteligentes
por Romildo de Paula Leite
31 Maio, 2019
Pesquisadores da Universidade Politécnica de Hong Kong (PolyU) desenvolveram uma bateria de lítio têxtilaltamente flexível e de alta energia que oferece um suprimento de energia mais estável, durável e seguro para eletrônicos vestíveis com uma infinidade de aplicações, como monitoramento de saúde, têxteis 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 alta densidade de 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 alcança 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.
[Por favor, consulte o Anexo para uma comparação detalhada do desempenho entre a Bateria de Lítio Têxtil da PolyU e outras baterias]
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 em abril deste ano, uma medalha de ouro e dois prêmios especiais de mérito.
O professor ZHENG Zijian, que lidera a equipe de pesquisa do ITC, disse: "A tecnologia wearable foi nomeada como a próxima grande oportunidade global de mercado após os smartphones. As receitas do mercado global de dispositivos vestíveis estão projetadas para crescer aos trancos e barrancos, acima de 20% ao ano". Atingir US $ 100 bilhões até 2024. [1] Como todos os eletrônicos vestíveis precisarão de suprimento de energia para vestir, nossa nova tecnologia na fabricação de bateria de lítio têxtil oferece uma solução promissora para uma ampla gama de aplicações de última geração, desde saúde, infotainment, esportes, aeroespacial, moda, IoT para qualquer uso de sensoriamento ou rastreamento que pode até mesmo exceder nossa imaginação de hoje. "
A bateria de lítio é atualmente a bateria recarregável dominante no mercado devido à sua densidade de energia relativamente alta e longa vida útil. Como a bateria de lítio pesada volumosa convencional é difícil de usar 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 densidade de energia, flexibilidade, robustez mecânica e estabilidade do ciclo podem ser resolvidos.
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, apresentando baixa resistência de folha [2] e grande área superficial [3] , 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.
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.
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