محققان در دانشگاه نانجینگ چین یک باتری لیتیوم-یونی انعطاف‌پذیر تولید کرده‌اند، که می‌تواند تا ۵۰۰۰ درصد کشیده شود.
به‌گزارش تک‌ناک، این باتری با استفاده از یک فیلم نازک از خمیر رسانا، شامل نانوسیم‌های نقره، کربن سیاه و مواد کاتد و آند مبتنی بر لیتیوم ساخته شده و با لایه‌ای از پلی‌دی‌متیل‌سیلوکسان که ماده‌ای بسیار انعطاف‌پذیر می‌باشد، پوشانده شده است. این باتری پس از ۷۰ چرخه شارژ و تخلیه، همچنان ظرفیت ذخیره‌سازی شارژ خود را حفظ می‌کند.
در بیانیۀ مطبوعاتی آمده است که عملکرد این باتری در طول آزمایش‌های متعدد خطری به همراه نداشت و ظرفیت ذخیره‌سازی شارژ را حتی پس از 70 چرخه شارژ و قطع شارژ حفظ کرد.
باتری‌ها یک سری بلوک‌های سخت هستند که به سختی سوراخ و خم می‌شوند. انعطاف‌پذیری خاصیتی نیست که به باتری‌ها مرتبط شود. با وجود این، دنیای الکترونیک همواره دستخوش تغییرات می‌شود و شاهد تولید دستگاه‌های انعطاف‌پذیرتری مانند: تلفن‌ها، صفحه‌نمایش‌ها و مانیتورهای تاشو هستیم، در همین راستا باتری‌هایی که آنها را تغذیه می‌کنند نیز نیاز به تغییرات اساسی دارند.
تلاش‌های قبلی برای ساخت باتری‌های انعطاف‌پذیر، شامل استفاده از پارچه‌های رسانا یا استفاده از صنایع دستی مانند اوریگامی بود، که در آن اجزای سفت و سخت به شکل‌های خاصی تا می‌شوند و می‌توانند در محدوده‌های خاصی کشیده شوند.
با وجود این، یک تیم تحقیقاتی زیر نظر محققی به نام ون یونگ‌لی، به دنبال آن بودند تا باتری انعطاف‌پذیری بسازند که تمام اجزای باتری الاستیک باشند و باتری را انعطاف‌پذیر کنند.
مراحل ساخت باتری کششی
محققان با پخش یک لایه نازک از خمیر رسانا حاوی نانوسیم‌های نقره، کربن سیاه و مواد کاتد و آند مبتنی بر لیتیوم روی یک صفحه شروع کردند. سپس آنها یک لایه پلی‌دی‌متیل‌سیلوکسان که مادۀ بسیار انعطاف‌پذیری است و برای ساختن لنزهای چشمی استفاده می‌شود را روی خمیر رسانا پخش کردند.
بعد از این مرحله محققان روی این سطح، یک مایع بسیار رسانا، نمک لیتیوم و تمام مواد مورد نیاز برای ساخت پلیمری که می‌تواند به‌طور گسترده کشیده شود، اضافه کردند. سپس این لایه با استفاده از نور فعال شد و آن را به جامدی تبدیل کرد که نه تنها می‌توانست یون‌های لیتیوم را منتقل کند، بلکه امکان کشیده شدن هم داشت.
در بالای این سطح، محققان یک لایه الکترود دیگر قرار دادند و سپس کل مجموعه را در یک محفظۀ محافظ گذاشتند.
ظرفیت شارژ باتری کششی
باتری انعطاف‌پذیر ساخته شده به این روش می‌تواند تا 5000 درصد طول اولیۀ خود کشیده شود. همچنین محققان توانستند میانگین ظرفیت شارژ باتری را تا شش برابر میانگین معمولی، یعنی زمانی که از الکترولیت مایع استفاده می‌شود، افزایش دهند. علاوه بر این، باتری قابل کشش ظرفیت پایدارتری در طول چرخۀ شارژ و قطع شارژ از خود نشان داد.
محققان نمونه‌های اولیۀ دیگری نیز با استفاده از همان الکترولیت ساختند و در عین حال الکترودهای جامد را به مجموعۀ باتری اضافه کردند. آنها کشف کردند که الکترولیت پلیمری حتی پس از 1000 چرخه، عملکرد بسیار پایدارتری را امکان‌پذیر می‌کند.
در 30 چرخۀ اول، باتری‌های دارای الکترولیت مایع اغلب 16 درصد افت در عملکرد الکترولیت دارند، در حالی که الکترولیت پلیمری جامد در طول همین تعداد چرخه فقط یک درصد کاهش می‌یابد.
محققان می‌گویند که این باتری هنوز ناقص است و نیاز به بهبودهای بیشتری دارد. با وجود این، اجرای موفقیت‌آمیز این باتری راه را برای استفادۀ آن در دستگاه‌های انعطاف‌پذیر هموار می‌کند.
یافته‌های تحقیق در مجلۀ ACS منتشر شده است.
