新型超級電容器在可穿戴電子產品領域的應用
發布時間:2020-10-21 責任編輯:wenwei
【導讀】近期,研究人員展示了他們設計的一種新型超級電容器,為可穿戴電子產品提供了潛在的電源解決方案。
脊形設計
可(ke)穿(chuan)戴(dai)電(dian)子(zi)產(chan)業(ye)目(mu)前(qian)還(hai)處(chu)於(yu)初(chu)級(ji)階(jie)段(duan),這(zhe)一(yi)領(ling)域(yu)的(de)產(chan)品(pin)往(wang)往(wang)是(shi)新(xin)奇(qi)的(de)。雖(sui)然(ran)智(zhi)能(neng)手(shou)表(biao)和(he)健(jian)康(kang)監(jian)視(shi)器(qi)確(que)實(shi)存(cun)在(zai),但(dan)它(ta)們(men)幾(ji)乎(hu)不(bu)可(ke)穿(chuan)戴(dai),而(er)且(qie)體(ti)積(ji)龐(pang)大(da),難(nan)看(kan)。如(ru)果(guo)一(yi)項(xiang)技(ji)術(shu)要(yao)被(bei)認(ren)為(wei)是(shi)真(zhen)正(zheng)可(ke)穿(chuan)戴(dai)的(de),那(na)麼(me)它(ta)應(ying)該(gai)像(xiang)衣(yi)服(fu)一(yi)樣(yang)穿(chuan)著(zhe),並(bing)且(qie)使(shi)用(yong)起(qi)來(lai)很(hen)舒(shu)服(fu)。手(shou)表(biao)經(jing)常(chang)會(hui)用(yong)表(biao)帶(dai)給(gei)皮(pi)膚(fu)帶(dai)來(lai)不(bu)適(shi),而(er)戴(dai)臂(bi)的(de)手(shou)機(ji)很(hen)重(zhong),會(hui)造(zao)成(cheng)明(ming)顯(xian)的(de)勞(lao)損(sun)。現(xian)代(dai)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)不(bu)適(shi)用(yong)於(yu)可(ke)穿(chuan)戴(dai)技(ji)術(shu)的(de)原(yuan)因(yin)是(shi)它(ta)們(men)天(tian)生(sheng)就(jiu)有(you)脊(ji)線(xian)。支(zhi)撐(cheng)微(wei)電(dian)子(zi)器(qi)件(jian)的(de)芯(xin)片(pian)是(shi)一(yi)塊(kuai)實(shi)心(xin)矽(gui),而(er)芯(xin)片(pian)安(an)裝(zhuang)到(dao)PCB上(shang)需(xu)要(yao)被(bei)封(feng)裝(zhuang)好(hao),以(yi)防(fang)止(zhi)對(dui)焊(han)接(jie)焊(han)盤(pan)造(zao)成(cheng)損(sun)壞(huai)。因(yin)此(ci),為(wei)了(le)使(shi)可(ke)穿(chuan)戴(dai)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)成(cheng)為(wei)現(xian)實(shi),需(xu)要(yao)能(neng)夠(gou)隨(sui)身(shen)體(ti)彎(wan)曲(qu)的(de)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin),它(ta)們(men)不(bu)會(hui)引(yin)起(qi)刺(ci)激(ji),並(bing)且(qie)足(zu)夠(gou)輕(qing),不(bu)會(hui)成(cheng)為(wei)負(fu)擔(dan)。
一yi個ge可ke以yi被bei認ren為wei是shi真zhen正zheng可ke穿chuan的de產chan品pin的de一yi個ge例li子zi是shi由you一yi個ge工gong程cheng師shi團tuan隊dui開kai發fa的de智zhi能neng襪wa子zi,它ta允yun許xu糖tang尿niao病bing患huan者zhe記ji錄lu他ta們men足zu部bu多duo個ge點dian的de溫wen度du。傳chuan感gan器qi被bei編bian織zhi到dao材cai料liao中zhong,這zhe種zhong襪wa子zi,當dang穿chuan上shang它ta時shi,它ta與yu普pu通tong襪wa子zi沒mei有you區qu別bie。然ran而er,記ji錄lu感gan官guan信xin息xi隻zhi需xu要yao很hen少shao的de電dian力li,處chu理li信xin息xi的de電dian路lu安an裝zhuang在zai一yi個ge嵌qian入ru式shi的de容rong器qi中zhong。這zhe樣yang處chu理li電dian路lu得de以yi變bian得de靈ling活huo,但dan是shi電dian源yuan仍reng然ran是shi脊ji形xing的de。因yin此ci,不bu僅jin電dian子zi產chan品pin需xu要yao靈ling活huo,電dian源yuan也ye需xu要yao靈ling活huo!
柔性超級電容器
來自阿爾托大學和麻省理工學院的一組研究人員開發了一種超級電容器,它具有高性能、製造成本低、環(huan)境(jing)友(you)好(hao)和(he)靈(ling)活(huo)的(de)特(te)點(dian)。一(yi)般(ban)的(de)電(dian)池(chi)需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)有(you)機(ji)溶(rong)劑(ji)或(huo)強(qiang)酸(suan)化(hua)合(he)物(wu),它(ta)們(men)既(ji)危(wei)險(xian)又(you)不(bu)環(huan)保(bao)。研(yan)究(jiu)小(xiao)組(zu)開(kai)發(fa)的(de)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)設(she)計(ji)利(li)用(yong)了(le)石(shi)墨(mo)烯(xi)、鹽和氮,這些都是環保化合物。這種電容器分為兩層,頂層由摻氮石墨烯薄片組成,然後懸浮在水凝膠中。底層有NaCl(鹽)懸浮在氫氣中,兩層之間用一層薄薄的絕緣層隔開。然後將整個結構進一步夾在單壁碳納米管集電器(即單壁碳納米管)中,以形成柔性超級電容器。

這種超級電容器的優點是充電/放(fang)電(dian)速(su)度(du)快(kuai),壽(shou)命(ming)長(chang),這(zhe)是(shi)大(da)多(duo)數(shu)電(dian)池(chi)技(ji)術(shu)所(suo)麵(mian)臨(lin)的(de)兩(liang)大(da)優(you)勢(shi)。這(zhe)使(shi)得(de)設(she)備(bei)可(ke)以(yi)快(kuai)速(su)充(chong)電(dian),同(tong)時(shi)還(hai)具(ju)有(you)與(yu)身(shen)體(ti)一(yi)起(qi)彎(wan)曲(qu)的(de)能(neng)力(li),使(shi)其(qi)成(cheng)為(wei)可(ke)穿(chuan)戴(dai)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)的(de)理(li)想(xiang)電(dian)源(yuan)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。環(huan)境(jing)因(yin)素(su)也(ye)為(wei)一(yi)次(ci)性(xing)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)提(ti)供(gong)了(le)機(ji)會(hui),對(dui)環(huan)境(jing)的(de)影(ying)響(xiang)最(zui)小(xiao),同(tong)時(shi)也(ye)為(wei)電(dian)力(li)提(ti)供(gong)了(le)無(wu)毒(du)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。
“我們製造了一個原型,在1000次拉伸循環後,在50%的應變下性能不衰減。為了確保低成本和更好的環境性能,我們使用了基於NaCl的電解液。然而,通過3D打印或其他先進製造技術的實施,製造成本可以進一步降低。”
結論
chaojidianrongqitigongdadenengliangmidu,zaidigonglvyingyongzhongfeichangyouyong。qilinghuodenengliweishejishitigonglelinghuodechunengsheji,eryongyouyigehuanbaodechaojidianrongqiyouzhuyuchuangzaoanquandechanpin。raner,chaojidianrongqi,jinguanyouqiyoudian,danyouyuqigaonengliangmiduhekuaisufangdiannengli,kenengshiweixiande。yinci,duiyuyongyukechuandaidianzichanpindechaojidianrongqi,xuyaokaolvanquancuoshi。
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