解決可穿戴設(shè)備電池問題_3D打印超薄電池顯身手

解決可穿戴設(shè)備電池問題_3D打印超薄電池顯身手

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。

　　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)。

可穿戴設(shè)備有救了？3D打印“超薄電池”

　　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教授的這個系統(tǒng)突破的地方在于：他第一個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，杯子的表面會自動點(diǎn)亮藍(lán)色的“冷”（COLD）和紅色的“熱”（HOT）這兩個單詞（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。

　　“這是個很酷炫的技術(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。”

　　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。

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