Tecnologia
Una batteria al litio con fori modellati è flessibile, estensibile e permette un maggiore flusso d’aria rispetto al cotone, rendendola perfetta per dispositivi indossabili per il monitoraggio fitness o medico.
Una custodia per batteria con fori rettangolari
Una custodia per batteria elastica e flessibile, riempita con fori posizionati strategicamente, è più traspirante del cotone. Questo potrebbe renderla una fonte di energia ideale per dispositivi sportivi o fitness indossabili integrati direttamente nei vestiti.
“Questo è particolarmente utile per atleti o individui che indossano elettronica per periodi prolungati – abbigliamento intelligente per il monitoraggio fitness, dispositivi di monitoraggio medico e applicazioni simili che richiedono sia comfort che prestazioni affidabili,” dice Lin Xu dell’Università di Yale.
Per progettare la nuova batteria, Xu e i suoi colleghi hanno creato un motivo di fori rettangolari lunghi in una batteria a sacchetto – un tipo di batteria al litio che assomiglia a un pacchetto piatto con un grado limitato di flessibilità. Le simulazioni hanno mostrato come la disposizione dei fori rettangolari permettesse alla batteria di essere allungata o piegata di 180 gradi senza strapparsi, rispetto a modelli alternativi di fori quadrati o circolari.
“Una sfida era mantenere abbastanza materiale attivo per mantenere alta la densità energetica della batteria – troppi o troppo grandi fori avrebbero ridotto la capacità di immagazzinamento dell’energia,” dice Xu. “Abbiamo dovuto bilanciare la flessibilità meccanica con le prestazioni elettriche.”
Quando allungata del 10 per cento o anche piegata, il design della batteria con fori poteva ancora resistere allo stress fisico e continuare ad alimentare lampadine LED – con gli esperimenti di allungamento e piegatura eseguiti ciascuno 100 volte. I test in una camera di temperatura e umidità hanno anche mostrato che la batteria era due volte più traspirante del cotone.
Come dimostrazione pratica dei possibili usi, i ricercatori hanno intrecciato la batteria in un camice da laboratorio e testato le sue prestazioni mentre chi lo indossava correva facendo esercizio. I suoi fori permettevano alla batteria di dissipare rapidamente il calore in modo che non risultasse dolorosa o intrappolasse il sudore sulla pelle di chi la indossava.
La batteria necessita ancora di ulteriori test di usura, quindi i ricercatori pianificano di testare le sue prestazioni in dispositivi commerciali di monitoraggio della salute e attrezzature sportive.
Stanno anche investigando come scalare al meglio la produzione – la produzione automatizzata deve essere in grado di fornire un posizionamento e una sigillatura dei fori coerenti per evitare perdite o cortocircuiti nella custodia della batteria.