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對於柔性可穿戴設備來說,電池的形狀是非常關鍵的一個因素。目前市面上的電池大多數是球形或矩形,無法有效地利用空間。於是,KAIST材料科學系的金教授(Ildoo Kim)與哈佛大學工程與應用科學學院的珍妮佛·路易斯教授一道組成了研發小組,使用3D列印技術成功製作出了形狀多變的電池。
他們研發的電池形狀有環形、H形和U形。在與韓國化學技術研究所(KRICT)Youngmin Choi博士的合作之下,將這些3D列印電池應用到了小型可穿戴電子設備上,即可穿戴光敏傳感環。
研究團隊採用了環保型水系鋅離子電池來製作定制電池組。電荷載體使用Zn2 +代替Li +,比使用高度易燃有機電解質的充電鋰電池更加安全。這些鋰離子電池的加工條件也非常複雜,因為有機溶劑暴露在濕氣和氧氣中時會燃燒。Zn水溶液電池在與大氣濕氣和氧氣接觸時是穩定的,因此它們可以在環境空氣條件下製造。在包裝方面該系統也比較有優勢,因為即使3D列印的時候,包裝的塑膠也是不溶於水的。
「使用含水電解質的鋅離子電池可以在普通環境條件下製造,優勢非常明顯,因此使用3D列印製造定制電池組,是相對容易的方案。」金教授表示。
該研究發表在一篇題為《用於定制電氣設備的高功率水性鋅離子電池》的論文中。