luckyea77 (luckyea77) wrote,
luckyea77
luckyea77

ЦРУ финансирует производство гибких батарей

Молодая калифорнийская компания Imprint Energy приступила к тестированию ультратонких и гибких цинк-полимерных аккумуляторов, изготавливаемых методом промышленной трафаретной печати. Они были созданы для использования в носимой электронике и маломощных устройствах, габариты которых не позволяют разместить в них другие элементы питания.

Одним из основных сдерживающих факторов при разработке медицинских имплантатов, носимых электронных устройств и миниатюрных гаджетов остаётся проблема их обеспечения энергией. Из-за особенностей геометрии, малых размеров и сложности замены батарей в них трудно использовать как элементы питания существующих стандартов, так и АКБ специфической формы.

По соотношению ёмкости к объёму и допустимым токам разряда литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы остаются самым популярным решением, однако помимо высокой стоимости и большой массы они обладают другими недостатками, ограничивающими их применение. В частности, они могут взрываться, нанося серьёзные повреждения и травмы.

Новые гибкие батареи разрабатывались с учётом требований повышенной безопасности. В основе технологии их изготовления лежат материалы исследования соосновательницы компании Кристин Хо (Christine Ho) по производству сверхтонких батарей. Над этой темой она работала в Калифорнийском университете в Беркли вместе с коллегами из Японии во время постдипломной практики. Первые прототипы были созданы с использованием 3D-принтера.

В производящихся другими фирмами кислородно-цинковых аккумуляторах используется водный электролит, способствующий формированию дендритов. Эти ветвистые структуры из восстановленного цинка растут от анода к катоду в виде ленточных кристаллов. Постепенно они вызывают падение ёмкости батареи, а затем её короткое замыкание. Бороться с образованием дендритов пытались путём добавления дополнительного электрода, создающего с растущим цинковым шипом гальваническую пару. Группа Кристин Хо пошла иными путём. Она разработала твердый полимерный электролит, полностью устраняющий данную проблему, обеспечивающий большую ёмкость элемента питания и увеличивающий общее число циклов перезарядки. Вдобавок, исчезла проблема вытекания электролита, что позволило изготавливать сверхтонкие батареи и сгибать их как угодно.


Подложка с гибкими батареями Imprint Energy (фото: gigaom.com).

Технология получила рабочее называние ZincPoly и вызывала сильный интерес среди производителей электроники. Компания Imprint Energy развивает данное направление с 2010 года. Сейчас она стремиться не просто выпустить на рынок ещё один вид аккумуляторов, а создать принципиально новый тип источников питания и стать лидером их производства.

Недавно компания получила $6 млн. инвестиций от венчурного фонда Yahoo и других партнёров для развития собственного производства и начала серийных поставок. Среди инвесторов, поддержавших Imprint Energy на раннем этапе, особо стоит отметить фирму In-Q-Tel. Традиционно через неё финансируются проекты, которые аналитики ЦРУ считают перспективными.


Рабочее напряжение одного элемента ZinkPoly составляет 1,43 В. При этом он настолько тонкий, что просвечивается лучом фонарика (фото: Imprint Energy).

Какой интерес представляют гибкие сверхтонкие аккумуляторы для разведывательного управления, можно лишь догадываться. Они обладают сравнимой ёмкостью с литий-ионными АКБ, хотя и уступают им по другим показателям. В частности, пока ещё не удаётся использовать их с нагрузкой, потребляющей энергию импульсами и обладающей высокой пиковой мощностью. Однако там, где требуется длительное питание маломощных сенсоров и экономичных чипов, аккумуляторы ZincPoly помогут внести качественные изменения в дизайн и расширить функциональность портативных электронных устройств.

Среди других преимуществ технологии ZincPoly указывается и отсутствие привязки к дорогим химическим элементам. Содержание цинка в земной коре примерно в 2,5 раза больше, чем лития, а сама технология получения первого гораздо проще. Поэтому цены на металлический литий начинаются от полутора тысяч рублей за килограмм, а на цинк чистотой 99,99% – от двухсот рублей. К тому же, утилизация отработавших своё цинковых элементов питания обходится значительно дешевле из-за меньшей токсичности цинка.

Tags: технологии
Subscribe
promo luckyea77 june 21, 2015 20:04 30
Buy for 10 tokens
В этой записи я буду давать ссылки на посты с лекциями и уроками в этом блоге: Учебные материалы и тесты: 11 ресурсов для бесплатного образования Проект "Лучшие кадры лучшей страны" Онлайн-курсы по высоким технологиям и инновациям Дистанционное образование в России (среднее профессиональное…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 1 comment