ابتكار فريد لبطارية ليثيوم أيون مرنة قابلة للتمدد والدمج في الأقمشة و أسطح الروبوتات

طور فريق بحث كوري بطارية ليثيوم مرنة ميكانيكيًا وقابلة للمط حيث يمكن استخدامها لتعزيز أداء الأجهزة القابلة للارتداء كونه يمكن تثبيتها على الأسطح والأقمشة بسهولة.

أعلن الفريق البحثي ، بقيادة الدكتور جيونج جون (Dr. Jeong Gon) من مركز أبحاث المواد الهجينة في المعهد الكوري للعلوم والتكنولوجيا (Korea Institute of Science and Technology (KIST)) ، أنهم تمكنوا من تطوير بطارية ليثيوم مصنوعة من مكونات مرنه وقابلة للمط والتمدد بما في ذلك الأنود ، الكاثود ، جامع التيار ، الإلكتروليتات ، وغلاف البطارية.ليمنح  ميزة فريدة للبطارية المطورة لتمتلك خواص مرونة عالية ميكانيكيًا.

و جاءت الفكرة لهذا الابتكار بعد ارتفاع الطلب على الأجهزة القابلة للارتداء المستخدمة في العمليات والمهمات الخاصة في المجالات الهندسية أو الطبية والروبوتات حيث يتطلب وجود مصدر طاقة لوقت طويل لتغذية الأجهزة الالكترونية و التي تم صناعتها مؤخرا على شكل أجهزة قابلة للارتداء أو الروبوتات المرنة. ولهذا كان لابد من تزويد مثل هذه الأجهزة ببطارية مرنة وقابلة للتمدد بحيث يسهل تركيبها في الملابس أو زرعتها على أسطح الأجهزة الالكترونية المستخدمة في الصناعات المختلفة والروبوتات المكلفة بعمليات خاصة.

Source Image: Korea Institute of Science and Technology (KIST)

رسم توضيحي تخطيطي للخلية المُجمَّعة لبطارية اليثيوم أيون القابلة للمط بالكامل

و لتعزيز قابلية التمدد في هذا النوع من البطاريات ، تجنب الفريق البحثي استخدام المواد المستخدمة حاليا في صناعة بطاريات الليثيوم  حيث تم تطوير مادة جل عضوية مرنة و قابلة للمط  مع المحافظة على بقاء أقطاب البطارية بشكل دائم ومتصل في مكانها لتسيهل نقل الأيونات. بالإضافة إلى ذلك ، تم تصنيع موصل خاص باستخدام مادة ذات قابلية ممتازة للتمدد لتكون بمثابة مادة لتجميع تنقل الإلكترونات يمكنها العمل بثبات حتى عند الجهد العالي.

علاوة على ذلك ، قام الفريق البحثي بطباعة الإلكترود ومواد تجميع التيار التي تم تطويرها بشكل خاص من ألياف لدنة قابلًا للمط لكي يتمكنوا من طباعة البطارية مباشرة على الأقمشة.

الجدير بالذكر أن البطارية التي طورها الفريق قادرة أيضًا على دمج مواد بطاريات الليثيوم أيون الحالية ، حيث إنها تمتلك كثافة تخزين طاقة ممتازة (حوالي 2.8 ميجا واط / سم 2) بمستوى مشابه لمستوى بطاريات الليثيوم أيون الصلبة المتوفرة تجاريًا عند جهد 3.3 فولت أو أعلى. و تتميز بطارية الليثيوم أيون المطاطية المطورة من قبل الفريق بالاستقرار الميكانيكي للحفاظ على أدائها حتى بعد الاستخدام المتكرر للبطارية لقرابة 1000 مرة أو أكثر ، ناهيك عن قابلية شد عالية تقدر بحوالي 50٪ أو أعلى.

رابط المقالة للمطالعة:

Stretchable lithium-ion battery based on new micro-honeycomb structure