Изграждане и работа на хартиени батерии

Изграждане и работа на хартиени батерии

Електронните устройства и джаджи изискват a захранване (или променлив, или постоянен ток), това захранване може да се вземе директно от мрежовото захранване или от електрическите батерии. Батерията може да бъде определена като електронно устройство, състоящо се от (една или повече) електрохимични клетки. Химичната енергия на електрохимичните клетки може да се преобразува в електрическа енергия. Въз основа на различни критерии батериите се класифицират в различни типове, така че според състоянието на акумулаторите те се класифицират като презареждащи се батерии и не презареждащи се батерии. Напредъкът в технологията разработи екологични и по-гъвкави батерии като хартиени батерии. В тази статия нека да обсъдим конструкцията и работата на хартиените батерии. Но преди всичко трябва да знаем какво представлява хартиената батерия.



Хартиена батерия

Хартиена батерия

Хартиена батерия

Гъвкавото и тънко устройство за съхранение на енергия, което може да се използва като батерия, се нарича хартиена батерия. Тази хартиена батерия може да се използва и като кондензатор. Тази батерия може да бъде произведена чрез сливане на нанотръбите (направени с въглерод) и нанокомпозитната хартия (направени с целулоза). Хартиената батерия се състои от свойство на батерия - високоенергиен капацитет за съхранение и свойство на супер кондензатор - висока енергийна плътност и по този начин произвежда изключителна мощност.






Конструкция на хартиени батерии

Основните компоненти, използвани за конструкцията на хартиени батерии, включват:

  • Въглеродна нанотръба (CNT), използван за катоден терминал
  • Литиев метал (Li +), използван за аноден терминал
  • Различни видове електролити, които включват кръв, урина и пот (които се наричат ​​био-електролити)
  • Хартия (целулозен сепаратор)

7-прости стъпки за изграждане на хартиена батерия

Етап 1: Вземете хартия на целулозна основа и нанесете върху нея мастило с черно въглерод
Стъпка 2: Нанесете това мастило върху хартията
Стъпка 3: След разстилането на мастилото, ламинирайте тънък филм върху целулозната повърхност
Стъпка 4: Загрейте целулозната хартия за 5 минути при 80 градуса С
Стъпка 5: След това отлепете филма от основата
Стъпка 6: Електродите на хартиената батерия са оформени от филм. Електролитите LTO и LCO са свързани към различни филми
Стъпка 7: Работата на хартиената батерия може да се провери чрез свързване на клемите на батерията към светодиода



Структура на хартиената батерия

Структура на хартиената батерия

Хартиената батерия работи

Конвенционалните акумулаторни батерии, които използваме в ежедневния си живот, се състоят от различни разделящи компоненти, които се използват за производство на електрони с химична реакция на метал и електролит. Ако веднъж хартията на батерията се потопи в йонна течност, батерията започва да работи, т.е. генерира се електричество чрез движението на електрони от катоден извод към аноден извод. Това се дължи на химичната реакция между електродите на хартиената батерия и течността. Поради бързия поток на йоните в рамките на няколко секунди (10 секунди) енергията ще се съхранява в хартиения електрод по време на презареждането. Чрез подреждане на различни хартиени батерии една към друга, изходът на хартиената батерия може да се увеличи.

Хартиената батерия работи

Хартиената батерия работи

Тъй като хартиените батерии са свързани помежду си много тясно, за да се увеличи тяхната мощност, има вероятност да се получи късо между аноден терминал и катоден терминал . Ако веднъж анодният извод се свърже с катоден извод, тогава няма да има поток на ток във външната верига. По този начин, за да се избегне късото съединение между анода и катода, е необходима преграда или сепаратор, които могат да бъдат изпълнени от хартиения сепаратор.


Нанотръби, използвани за хартиена батерия

Нанотръби, използвани за хартиена батерия

Хартиена батерия = хартия (целулоза) + въглеродни нанотръби

Хартиената батерия може да се използва за различни приложения, тъй като улеснява предимства като сгъване, усукване, формоване, смачкване, оформяне и рязане, без да се влияе върху нейната ефективност. Тъй като хартиените батерии са комбинацията от целулозна хартия и въглеродни нанотръби, което улеснява предимствата на дългосрочната употреба, стабилната мощност и енергийните изблици. Очаква се тези видове хартиени батерии да се използват за захранване на превозни средства от следващо поколение и медицински устройства.

Характеристики на хартиената батерия

Характеристиките на хартиената батерия могат да бъдат разпознати от свойствата на целулозата като отлична порьозност, биоразградимост, нетоксичност, рециклируемост, висока якост на опън, добра абсорбционна способност и ниска якост на срязване, а също и от свойствата на въглеродните нанотръби като ниска плътност на масата, гъвкавост, висока плътност на опаковане, лекота, по-добра електропроводимост от силиция, тънка (около 0,5 до 0,7 mm) и ниско съпротивление.

Предимства на хартиената батерия

  • За разлика от конвенционални батерии , хартиената батерия може да се използва чрез сгъване, рязане и търкаляне.
  • Хартиената батерия функционира като батерия, както и като кондензатор.
  • Хартиената батерия е модерно устройство за съхранение с ултратънки размери.
  • Той има специални свойства като по-икономичен, биоразградим и биосъвместим.
  • Хартиената батерия може да генерира електрическа енергия от 1,5V.
  • Изходното напрежение на хартиената батерия може да се персонализира според изискванията.

Недостатъци на хартиената батерия

  • Въглеродните нанотръби, използвани в хартиени батерии, са много скъпи.
  • Разхищението на хартиената батерия може да повреди белите дробове, ако се вдишва.
  • Електронното разхищение се генерира от хартиени батерии.

Приложения на хартиена батерия

Приложения за хартиени батерии

Приложения за хартиени батерии

Има много приложения за хартиени батерии в различни области. В електрониката хартиената батерия обикновено се използва в мобилни устройства, лаптопи, калкулатори, камери, мишка, клавиатура, Bluetooth устройства и т.н. По подобен начин в медицинските науки за изкуствените тъкани, козметиката, системите за доставка на лекарства и т.н. В автомобилите и самолетите се използват хартиени батерии хибридни превозни средства поради лекото им тегло.

Интересувате ли се от проектиране проекти за електроника със собствените си иновативни идеи? След това публикувайте вашите идеи, предложения и коментари в раздела за коментари по-долу за допълнителна техническа помощ.