可穿戴設(shè)備太需要柔性電池了。
設(shè)想一下,一件號稱“智能外套”的衣服里嵌著一顆顆堅(jiān)硬的電池塊,那這種可穿戴不如稱作“可背戴”了。
所以,柔性可隨意彎曲的電池一直被視為可穿戴設(shè)備的救星,它可以讓自己“消失”在智能設(shè)備中,可能在腕帶里,可能在衣服的編織纖維里,可能在鞋子里,而你根本感受不到它的存在。
圖片來自:Bombasti.co
過去5年來,韓國蔚山科技研究院(UNIST)的教授Sang-Young Lee一直致力于讓電池更輕薄更柔性,如果可以的話,甚至希望能夠通過非常簡單的設(shè)備制造出來,比如,一臺家用打印機(jī)。
據(jù)MIT科技評論報(bào)道,Lee 教授已經(jīng)實(shí)現(xiàn)將普通家用打印機(jī)進(jìn)行改造,從而能夠打印出電路元件和“電池”。但這臺打印機(jī)打印出來的不是傳統(tǒng)的鋰電池,而是超級電容器。超級電容器與鋰電池一樣具有充放電的功能。另外,它比鋰電池優(yōu)良的一點(diǎn)是:柔性可彎曲。傳統(tǒng)鋰電池一旦彎曲,就有爆炸的危險(xiǎn)。
特殊之處:新材料和噴墨打印機(jī)
Lee 教授在打印機(jī)墨盒里,加入特殊合成的電池材料和導(dǎo)電墨水,并使用特殊的“紙張”做基材。然后他的打印機(jī)就可以一次行制作出柔性的、性能穩(wěn)定的超級電容器和簡單的電路元件,電容器和元件可以隨意彎曲,可組成一幅韓國地圖、一朵花兒、一個(gè)Logo或任何其它的圖案。
早在2013年,像細(xì)繩一樣可以隨意編織的柔性超級電容器就已經(jīng)研發(fā)出來了,Lee教授的這個(gè)系統(tǒng)突破的地方在于:他第一個(gè)制作出了與噴墨打印機(jī)完全兼容的儲能材料,其中還包括電解液。
簡言之:他造出了別人沒有辦法弄好的可以經(jīng)過打印機(jī)的液態(tài)電解液,這是新材料的創(chuàng)新。而之前的柔性電池打印項(xiàng)目,需要在其余部分經(jīng)過打印出來后,再將包裹起來的電解液添加進(jìn)去,這大大約束了打印電池的外形。
另外,目前也有可彎曲的固態(tài)電解材料,但是它們并不能夠與噴墨打印機(jī)兼容,而且柔性不夠。而Lee教授執(zhí)著于噴墨打印機(jī)的意義在于:進(jìn)一步降低硬件創(chuàng)業(yè)的研發(fā)門檻,幫助人們快速實(shí)踐想法、改進(jìn)設(shè)計(jì),最終帶來智能設(shè)備的集體創(chuàng)新熱潮。
打印出來的樣品性能如何?
如圖所示,Lee 教授的打印機(jī)為咖啡杯打印出了一個(gè)獨(dú)特的表面裝飾。依據(jù)咖啡杯里液體的溫度,杯子的表面會自動(dòng)點(diǎn)亮藍(lán)色的“冷”(COLD)和紅色的“熱”(HOT)這兩個(gè)單詞(圖中亮著的就是”冷“),杯子表面的金黃色“電池”圖標(biāo)就是用來供電的超級電容器。
圖片來自:MIT Technology Review
然而,這一技術(shù)研究仍處在“實(shí)驗(yàn)室”階段。對于這項(xiàng)技術(shù),萬電聯(lián)的硬件工程師張沖霄對雷鋒網(wǎng)表示,“這是個(gè)很酷炫的技術(shù)產(chǎn)品,離真正的產(chǎn)業(yè)變革還有好久。它用到了碳納米管,現(xiàn)階段情況下成本太高。粗略估算的話,如果用這個(gè)超級電容器,做到手機(jī)電池這么大的容量,成本可能要上萬元,而現(xiàn)在一塊普通的手機(jī)電池只要50元?!?/p>
科技需要一步步向前推進(jìn)。從實(shí)驗(yàn)室到市場,對于任何一項(xiàng)偉大的科技來說都漫長而艱辛。