Formbart batteri banar väg för framtidens teknik

Artikel från forskning.se

Den här artikeln bygger på ett pressmeddelande. Läs om hur redaktionen jobbar.

Forskare vid Linköpings universitet har utvecklat ett batteri där konsistensen kan liknas vid tandkräm – och anta vilken form som helst. Tack vare böjligheten kan batteriet integreras på helt nya sätt i framtidens teknik.

Inom tio år väntas över en biljon prylar vara uppkopplade – från mobiltelefoner och smarta klockor till medicinska hjälpmedel som hörapparater. På sikt kan det även handla om e-textilier, mjuk robotik och uppkopplade nervimplantat.

För att tekniken inte ska bli ett hinder krävs nya batterilösningar. Nu har forskare vid Linköpings universitet tagit fram ett mjukt, formbart batteri som kan integreras i framtidens prylar.

– Batterier är den största komponenten i all elektronik. Idag är de solida och ganska klumpiga. Men med ett mjukt och formbart batteri finns det inga begränsningar i utformningen. Det kan integreras elektronik på ett helt annat sätt och anpassas efter användaren, säger Aiman Rahmanudin, biträdande universitetslektor vid Linköpings universitet, i ett pressmeddelande.

Elektroder i flytande form

Nyckeln till det formbara batteriet har varit ett nytt angreppsätt, där elektroderna har omvandlats från fast till flytande form. Elektroder i flytande form har testats tidigare men utan större framgång.

Tidigare försök att tillverka mjuka och töjbara batterier har byggt på olika typer av mekaniska funktioner med till exempel gummikomposit som kan dras ut. Men det kommer inte åt kärnan i problemet. Ett stort batteri har högre kapacitet, men mer aktiva material leder samtidigt till tjockare elektroder och blir därmed stelare.

– Här har vi löst det problemet och vi är de första att visa att kapaciteten är oberoende av styvheten, säger Aiman Rahmanudin.

Han beskriver att konsistensen i det nya batteriet kan liknas vid tandkräm.

– Materialet kan till exempel användas i en 3D-skrivare för att utforma batteriet som man vill. Det öppnar för en ny typ av teknik, säger Aiman Rahmanudin.

Batteriet kan laddas över 500 gånger

Forskarna vid Linköpings universitet har baserat sitt mjuka batteri på ledande plaster och lignin, som är en restprodukt från papperstillverkning. Batteriet kan laddas över 500 gånger och fortfarande behålla sin prestanda. Dessutom kan det sträckas ut till dubbla längden och fortfarande fungera lika bra.

– Materialen i batteriet är konjugerade polymerer och lignin, båda baserade på råmaterial som finns i överflöd. Och genom att använda en biprodukt som batterimaterial bidrar vi till en mer cirkulär modell. Så det är ett hållbart alternativ, säger Mohsen Mohammadi, postdoktor vid Linköpings universitet.

Prestandan behöver bli bättre

I dagsläget finns dock en del begränsningar med forskarnas nya batteri.

– Batteriet är inte fulländat. Vi har visat att konceptet fungerar men prestandan behöver bli bättre. Just nu ligger spänningen på 0,9 volt. Så nu ska vi se om vi kan använda andra kemiska sammansättningar för att öka spänningen. Ett alternativ som vi utforskar kan vara användningen av zink eller mangan, två metaller som är vanliga i jordskorpan, säger Aiman Rahmanudin.