Стэнфордским инженерам удалось вмонтировать ультратонкие перезаряжаемые литий-ионные батареи в бумажный лист.

Результат — чрезвычайно гибкий и безумно лёгкий переносной источник питания. Сфера применения — электроника на бумажных платах, «умная» упаковка, радиочастотные датчики и пр.

Лянбин Ху, Хуэй У, И Цуй и др. материаловеды покрыли твёрдую подложку тонкой плёнкой углеродных нанотрубок, а сверху разместили плёнку из смеси на основе лития. Затем эти двухслойные структуры сняли с основы и нанесли с обеих сторон бумажного листа. Слои Li₄Ti₅O₁₂ (с одной стороны) и LiCoO₂ (с другой) в этой конструкции выполняют роль электродов батареи, а нанотрубки служат токоприёмниками. Бумага выступает разделителем электродов, а также обеспечивает механическую поддержку.

Толщина батареи — 200 нм. Ничего подобного в мире пока нет. При этом она не только тоньше и гибче любого другого элемента питания, но и даёт более высокую плотность энергии. После экспериментальных трёхсот перезарядок КПД батареи так и не снизился.

Рис. 1. Отделение слоя углеродных нанотрубок (CNT) от подложки из нержавейки выполняется в воде (здесь и ниже — иллюстрации авторов работы).

Рис. 2. Толщина слоёв: нанотрубки — по 2 нм, Li₄Ti₅O₁₂ и LiCoO₂ — по 30 нм, бумага марки Xerox — 100 нм. C — соединение слоёв нанотрубок и Li₄Ti₅O₁₂. D — нанотрубки.

Результаты исследований опубликованы в статье:

Liangbing Hu, Hui Wu, Fabio La Mantia, Yuan Yang, and Yi Cui Thin, Flexible Secondary Li-Ion Paper Batteries – ACS Nano. DOI: 10.1021/nn1018158.

По материалам: