ファイバーバッテリーは、繊維をベースにしたミリメートル単位の薄さの電池で、衣服に織り込んだり、柔軟性の高いウェアラブルエレクトロニクスに利用したりすることができる。近年、世界中の多くの研究チームが、さまざまな技術やアプローチでこの電池の作製に取り組んでいる。
既存の繊維電池の作製技術の多くは、平板で薄い電池技術である平面電池の作製技術を応用したレイヤーバイレイヤーコーティングプロセスである。しかし、この方法では一度に作れる電池の数が限られており、大量生産には向いていません。
中国復旦大学の研究者らはこのほど、産業規模での導入がより容易な繊維電池の代替製造方法を発表しました。この方法は、中国・復旦大学で発表された論文で紹介されています。 ネイチャー・ナノテクノロジー, は、一般的な溶液押し出し技術に基づいており、一度の工程で数本の繊維電池のバッチを製造することができます。
今回提案された製造方法は、繊維の製造によく使われる、小さな穴がいくつも開いたキャップやプレートであるスピナレット構造に依存しています。この構造体は、3つの主要な押出チャンネルを持ち、電解質で封止された平行な正極と負極からなる繊維電池を、250 m h-1という驚くべき生産速度で作ることができるのです。
「Meng Liao氏らは、「当社の3チャンネル工業用スピナレットは、繊維電池の電極と電解質を同時に押し出し、高い生産速度で結合させることができます。「機能部品間の層流により、押出し時にシームレスな界面が保証されます。
従来の繊維電池の製造方法と比較すると、紡糸口金1個あたり1,500kmの連続繊維電池を製造することが可能であることがわかった。これは、これまでに開発された最高性能の技術で製造された電池の3倍以上である。
Liaoたちはこの論文で、この方法を用いて約10m2の繊維電池を用いた織物を作成し、その可能性の高さを実証している。この繊維は、スマートで応答性の高いテントを作るために特別に設計されたもので、電源として使用された繊維電池のエネルギー密度は550mWhm-2であった。
彼らが設計したスマートテントは、いくつかの興味深く高度な機能を備えています。例えば、太陽からエネルギーを得て、それを蓄積し、テント内のディスプレイやその他の技術を制御することができる。将来的には、研究チームが導入した電池の製造方法を用いて、同様のテントや他の繊維ベースの電子機器を大規模に製造し、その普及を促進できる可能性がある。
Liao教授らは論文で、「私たちの方法は簡単で、得られた柔軟な繊維電池は安定で耐久性があり、安全です」と書いている。"次世代エレクトロニクス用繊維電池の大量生産と実用化を促進することが期待されます "と述べている。
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