Polimerowe akumulatory nadzieją dla elastycznych urządzeń przenośnych

Elastyczne smartfony, tablety i czytniki e-booków to przyszłość, o której marzą największe firmy z branży, między innymi LG, Samsung czy Nokia.

Obecnie żadnego problemu nie stanowi wyprodukowanie giętkiego wyświetlacza zapewniającego tak samo dobrą jakość obrazu jak tradycyjne panele, jednak to dopiero pierwszy i w dodatku tylko niewielki krok w stronę stworzenia telefonu, który da się owinąć wokół nadgarstka lub tabletu zwijanego w rulon. W ostatnich kilku dniach dwa niezależne zespoły zaprezentowały prototypy elastycznych akumulatorów, które mogą przybliżyć pojawienie się takich urządzeń na rynku.

Grupa badaczy Narodowego Instytutu Nauki i Technologii Ulsan, działająca pod kierownictwem profesora Lee Sang-Young, opracowała prototyp giętkiego akumulatora litowo-jonowego, który da się wytwarzać techniką odciskania wzoru (ang. imprinting). Zamiast ciekłego elektrolitu wykorzystywanego w popularnych bateriach, Koreańczycy użyli żelu polimerowego z cząsteczkami tlenku glinu. Substancja może zostać nałożona na elastyczne podłoże, zachowując przy tym wszystkie swoje właściwości.

Profesor Lee Sang-Young tłumaczy, że rezygnacja z płynnego elektrolitu jest dobrym rozwiązaniem, bo zmniejsza podatność akumulatora na awarie. Nawet w zwykłych bateriach, mających postać bardzo nieelastycznych bloków, możliwe jest przerwanie warstwy oddzielającej elektrody i zwarcie powodujące eksplozję. Po żelu, będącego bądź co bądź ciałem stałym, można spodziewać się większej stabilności.

Z rozwiązania opartego na polimerach korzysta również amerykańska firma Imprint Energy. Stworzone przez nią elastyczne akumulatory korzystają z cynkowej anody, polimerowego elektrolitu oraz katody z tlenku metalu. Cynk był używany do produkcji akumulatorów od ponad 100 lat – patent na ogniwa niklowo-cynkowe przyznano w 1901 roku... Tomaszowi Edisonowi. Kiedy wynaleziono baterie litowo-jonowe wydawało się, że ten metal odejdzie w niepamięć, ale dzięki

elektrolitowi wynalezionemu przez Imprint Energy, może on wrócić do łaski. Specjalny polimer przeciwdziała "starzeniu się" akumulatorów cynkowych i wydłuża czas, w którym można je powtórnie ładować. Cynk jest przede wszystkim tańszy niż lit, a może zapewnić równie dobrą gęstość akumulatorów.

Imprint Energy oparło tworzenie giętkich baterii na technice podobnej do sitodruku. Wszystkie elementy ogniwa są nakładane na elastyczny materiał w postaci swego rodzaju tuszu. Cynkowy akumulator firmy Imprint nie wygląda jak wczesny prototyp prosto z laboratorium, więc być może właśnie ta technologia znajdzie się w pierwszych giętkich urządzeniach przenośnych.

Wydaje się, że mając do dyspozycji elastyczne wyświetlacze i akumulatory, wielkie firmy mogą już na poważnie myśleć o wcieleniu w życie projektów takich jak te, które prezentował Samsung na targach CES 2013. W dzisiejszych tabletach ekran i akumulator to elementy, które zajmują najwięcej miejsca. Jeśli możliwe stanie się "sklejenie" ogniw elektrycznych z elastycznym wyświetlaczem, resztę podzespołów będzie można zamknąć w stosunkowo niewielkim pudełku i stworzyć na przykład tablet ze zwijanym ekranem. Czy jednak w praktyce okaże się to tak proste, jakby się wydawało?

Źródła: Korea JooAng Daily,