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水凝膠促成未來(lái)的智能電池!

時(shí)間:2022-09-25 11:01來(lái)源:高分子科學(xué)前沿 作者:綜合報(bào)道
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       從可穿戴設(shè)備和軟機(jī)器人到人工智能,智能設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)智能電池提出了很高的需求。水凝膠為智能電池提供了根據(jù)運(yùn)行條件自我調(diào)整功能的機(jī)會(huì)。盡管基于水凝膠的智能電池取得了進(jìn)展,但各種水凝膠的可設(shè)計(jì)功能與電池的預(yù)期性能之間仍存在差距。

       近日,新加坡南洋理工大學(xué)范紅金教授綜述了水凝膠作為智能電池關(guān)鍵電解質(zhì)成分的應(yīng)用。首先簡(jiǎn)要介紹水凝膠的基本原理,包括內(nèi)部水和離子的形成、結(jié)構(gòu)和特性。然后重點(diǎn)介紹了水凝膠在不尋常的機(jī)械和溫度條件下運(yùn)行的電池。最后,概述了水凝膠進(jìn)一步發(fā)展的挑戰(zhàn)和機(jī)遇,提出了未來(lái)智能電池向全氣候電源和智能可穿戴設(shè)備的研究。

       文章要點(diǎn):

       1. 這項(xiàng)工作旨在討論水凝膠作為智能電池關(guān)鍵電解質(zhì)成分的方法。由于對(duì)水凝膠及其廣泛的應(yīng)用已經(jīng)有了全面的回顧,該文只簡(jiǎn)要介紹了凝膠形成的基本特性、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和水/離子行為,并重點(diǎn)分析了水凝膠電解質(zhì)作為無(wú)機(jī)和非水離子導(dǎo)體替代品的優(yōu)勢(shì)。

        2. 這項(xiàng)工作強(qiáng)調(diào)了通過(guò)調(diào)整功能和擴(kuò)展水凝膠作為智能電解質(zhì)在水系電池中的應(yīng)用所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)。

       3. 這項(xiàng)工作還提供了關(guān)于目前的挑戰(zhàn)和未來(lái)的機(jī)會(huì)的意見(jiàn),寄希望能使讀者相信,水凝膠如果經(jīng)過(guò)合理的設(shè)計(jì),將在智能電池、能源和其他方面具有巨大的潛力。

       4. 作者認(rèn)為未來(lái)的發(fā)展方向如下:1)先進(jìn)制造,先進(jìn)的制造技術(shù)應(yīng)與當(dāng)前的電池行業(yè)完美兼容,從而將智能水凝膠首先應(yīng)用于電池和模塊,最終用作電池組;2)寬溫應(yīng)用,可充電池的溫度適應(yīng)性決定了它們是否可以在洲際地區(qū)運(yùn)行;3)可穿戴設(shè)計(jì),采用全水凝膠組件的電池在舒適性和可植入性方面有很大的潛力。

圖1 水凝膠的形成和基本性質(zhì)

圖2 基于水凝膠的水系電池的溫度適應(yīng)性

圖3 基于水凝膠電解質(zhì)的電池的機(jī)械調(diào)節(jié)

圖4 未來(lái)智能電池的水凝膠前景

(責(zé)任編輯:子蕊)
文章標(biāo)簽: 電池 電解質(zhì) 水凝膠
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