Pesquisa consegue aumentar o desempenho de bateria ultra-flexível.

Recentemente temos visto muitas pesquisas envolvendo ao desenvolvimento de dispositivos eletrônicos flexíveis, que podem ser integrados em roupas, óculos, relógios e até mesmo a pele. No entanto, um o fator limitante desta tecnologia é, sem dúvida,  a bateria. Mesmo com as baterias flexíveis feitas de nanotubos de carbono e grafeno recentemente desenvolvidas, os cientistas ainda enfrentam obstáculos devido a seus problemas de alta resistência.

Os pesquisadores, liderados por Taek-Soo Kim, Jung-Yong Lee e Jang Wook Choi do (Institute NanoCentury at the Korea Advanced Institute of Science and Technology) KAIST em Daejeon, Korea do Sul, publicou o seu artigo sobre a nova bateria wearable em uma edição recente da revista Nano Letters.

Neste novo estudo, os pesquisadores criaram um novo tipo de bateria usando novos materiais que proporcionam um desempenho superior em condições extremas, em comparação com baterias recarregáveis ​​feitas de nanomateriais de carbono. Em última análise, tais "baterias têxtil" poderiam ser anexadas em objetos vestíveis ou incorporadas entre as camadas de tecido da roupa. Assim forneceriam a energia para dispositivos eletrônicos portáteis, que cumprem as funções dos Smartfones de hoje, como assistir a vídeos, tirar fotos, ou ainda, o uso de redes sociais.

A bateria wearable é incorporado na camisola e em uma pulseira de relógio. A bateria na pulseira de relógio é mostrada alimentando 6 LEDs. Ambas as baterias são feitas de materiais não convencionais de baterias que são altamente adequados para a flexibilidade. Crédito: Yong-Hee Lee, et al

Assim, como o fator limitante da eletrônica flexível é a bateria, os fatores limitantes das baterias flexíveis são os eletrodos, coletores de corrente e outros componentes-chave da bateria que são tradicionalmente feitos de materiais rígidos.

Em vez de utilizar os nanotubos de carbono para estes componentes principais, os investigadores utilizaram uma grande variedade de materiais não convencionais, até que, finalmente se estabeleceu o uso de fios de poliéster revestido com níquel. O revestimento de níquel foi então novamente revestido com poliuretano para formar os eléctrodos, juntamente com o agente ligante e um separador.

Crédito: Yong-Hee Lee, et al.

"A maior importância do nosso trabalho é que facilitamos a construção de baterias de íon de lítio, com a construção dos conjuntos de baterias a partir do mesmo material que as roupas", disse Choi.

Juntos, estes materiais criam uma bateria que tem um alto desempenho e excelente flexibilidade. Em termos de performance, o revestimento de níquel dá a bateria uma resistência muito pequena que é várias ordens de grandeza menor do que a das nanoestruturas de carbono, e semelhante à do alumínio utilizado em baterias convencionais (inflexível).

Os pesquisadores demonstraram o bom desempenho da bateria quando submetido a um instrumento de dobramento de fabricação caseira, que dobra a bateria a cada 1,5 cm em um raio de dobramento fortemente comprimido de 0,65 mm, um grau de dobramento que é mais extremo do que o utilizado para testar a maioria dos outros baterias têxteis. No entanto, a nova bateria mostra que, mesmo depois de 5500 ciclos de desdobramento, mantém 91,8% da sua capacidade original. (A capacidade desta pilha é de 13 mAh, mas pode ser melhorada para 85 mAh utilizando um método diferente de tecer o fio de poliéster, e os investigadores esperaram melhorias adicionais no futuro.)

Creditos: Yong-Hee Lee, et al.

Além dessas propriedades atraentes, os pesquisadores também demonstraram que as células solares, feitas destes polímeros flexíveis, podem ser integrados na bateria têxtil e usado para recarregar a bateria enquanto ele está sendo usada, eliminando a necessidade de ligar a bateria (ou sua camisa, relógio, etc ) a uma tomada de energia, cada vez que precisar ser recarregada. Os pesquisadores afirmam que o sistema de carregamento solar é decente, e demonstraram que uma bateria solar têxtil, totalmente carregada, pode acender nove LEDs, cada um dos quais tem um consumo de energia de 0.042 W.

No geral, a nova bateria têxtil mostra que os componentes de armazenamento de energia para eletrônicos vestíveis está a aproximar-se com outro patamar, trazendo os eletrônicos vestíveis um passo mais perto da realidade.

"Precisamos de mais regulagem das propriedades da bateria em vários aspectos (densidade de energia, tensão de operação, etc), dependendo da sua aplicação", disse Choi

Original de : http://phys.org/news/2013-11-ultra-flexible-battery-demands-wearable-electronics.html


Mais informações: Yong-Hee Lee, et al. "Wearable Textile Battery Rechargeable by Solar Energy." Nano Letters . DOI: 10.1021/nl403860k