科學家打造「超耐操」水凝膠電池!刀割、扭轉後仍保有90%電量
科技
04-23
最新研究突破!科學團隊成功研發出一款具備「自我修復」功能的可拉伸水凝膠電池,即使遭遇刀割、穿刺等極端破壞,仍能維持90%以上的蓄電效能。這項技術突破將為穿戴式裝置與柔性電子產品帶來革命性變革。
傳統軟性鋰電池長期面臨兩大痛點:濕氣滲透導致的效能衰退,以及有毒電解液的安全隱患。為解決這些問題,研究團隊特別採用無氟鋰鹽配方,相關成果已發表於《科學前沿》期刊。
這款原型機的創新之處在於:
1. 水基電解液不易燃爆,安全性遠勝傳統鋰電
2. 水凝膠同時擔任電解質與隔離層雙重角色
3. 無氟配方對環境更友善,人體接觸風險更低
實驗室進行了堪稱「酷刑測試」的嚴苛檢驗:包括刀片劃割、尖銳物穿刺、反覆扭轉,甚至在高溫高濕環境下,電池仍能穩定運作超過500次充放電迴圈。特別驚人的是,即便遭受物理破壞,其自我修復機制可使電量恢復至原始狀態的90%。
與傳統鋰電相比,這款電池在50%濕度環境下僅需維持19%含水量就能正常運作,完全不需要厚重的防護外殼。不過其能量密度目前仍落在50-150Wh/kg區間,較傳統鋰電的200-300Wh/kg稍遜一籌。
專家指出,這項技術最適合應用在:
• 可彎曲健身手環
• 織物嵌入式生物感測器
• 具備加熱功能的智慧服飾
• 水下探勘機器人
特別是其自我修復特性,可大幅延長產品使用壽命,減少維修更換頻率。
研究團隊更透露,這項技術對太空探索裝備極具潛力,未來甚至可能改寫能源儲存技術的遊戲規則!