Что такое гибкая батарея
В июле 2023 года Всемирный экономический форум составил рейтинг десяти самых перспективных технологий на ближайшее будущее. По мнению экспертов форума, гибкая батарея — самый перспективный проект современности, эта технология стала лидером рейтинга. Об остальных технологиях из этого списка можно узнать здесь: Управляемые вирусы и бум нейросетей: названы самые перспективные технологии будущего.
Сегодня доступно несколько типов гибких аккумуляторов. Эти батареи имеют возможность перезарядки, они содержат в себе литий-ионные или угольно-цинковые системы, которые расположены на токопроводящих поверхностях. В производстве гибких батарей популярно использование плоских подложек. Такие батареи могут быть нанесены на различные гибкие материалы, в том числе на ткань.
Главное отличие гибких батарей от других заключается в том, что все детали кабеля-аккумулятора выполнены в виде гибких спиралей, а не плоских слоев. Катодом в таком аккумуляторе являются тонкие медные провода, покрытые специальным сплавом из никеля и олова. Эти провода сплетаются в более толстое волокно и обертываются вокруг стержня. Затем стержень удаляют, и остается только гибкая спираль будущего анода. Поверх этой спирали наматывается алюминиевая лента и вся конструкция погружается в жидкий раствор окиси лития-кобальта, так получается катод. Далее все детали закрывают защитной оберткой, а получившаяся полость наполняют жидким электролитом.
Применение
Гибкие батареи могут применяться для разных целей. Гибкие дисплеи и умные часы уже есть в продаже. Помимо гаджетов, такие технологии тестируют в производстве медицинских приборов и биомедицинских датчиков. Приложения, позволяющие получать данные с таких аккумуляторов, помогут врачам удаленно отслеживать состояние пациента. Кроме того, гибкие батареи можно интегрировать в ткань курток, рубашек или другой одежды. Так текстильная электроника сможет выполнять множество функций: от встроенного отопления до мониторинга здоровья.
Использование гибких аккумуляторов в одежде пока не так распространено, однако ученые все же пытаются применять их в текстильном производстве. Например, ученые из Китая уже разработали новый тип волокна, который способен накапливать энергию и отдавать ее. Из этого материала может быть сшита одежда, способная заряжать гаджеты того, кто ее надел. Такое волокно очень прочное и износостойкое, однако плотность его энергии все же меньше, чем у обычных батарей. Это действительно технология будущего: при достаточном финансировании и технической поддержке производства она может выйти на массовый уровень.
Гибкие технологии на рынке
Ожидается, что рынок гибких аккумуляторов будет быстро расширяться в ближайшие годы. Результаты исследований показывают, что рынок гибких батарей вырастет на $240,47 млн с 2022 по 2027 год. Также прогнозируются повышение спроса на переносные устройства и растущая тенденция к миниатюризации и гибкости электроники в целом.
Некоторые компании уже активно выводят на рынок «гибкие» технологии. Например, такие производители, как LG, Samsung, Apple и Nokia. Их инженеры работают над созданием не только гибких аккумуляторов, но и микропроцессоров и дисплеев. Например, компания Samsung представила смартфон со складным экраном еще в феврале 2019 года.
Такие телефоны очень напоминают модные в двухтысячных годах телефоны-раскладушки. Вероятно, тренд на складные телефоны вскоре вернется. Тренд подхватила компания Apple — недавно IT-гигант анонсировал портативный компьютер со складным экраном, первая модель появится в 2025 году.
Несмотря на активное использование гибких технологий большими корпорациями, в этой отрасли еще достаточно места для конкуренции. Вероятно, многие компании еще покажут себя на рынке по мере развития технологии.
Единственным камнем преткновения для массового производства гибких аккумуляторов является проблема их безопасной утилизации и переработки. Однако и этот вопрос в будущем решится. Революционные возможности гибких батарей и отрасли, которые им сопутствуют, ожидаемо будут совершенствоваться еще многие годы.
