2025-06-18 08:47来源:本站
由液滴制成的微型软锂离子电池 牛津大学ntext="Article" data-image-id="2453331" data-caption="A tiny soft lithium-ion battery made from droplets" data-credit="University of Oxford" />
有史以来最小的软锂离子电池仅由三滴由丝绸水凝胶形成。液滴电池可以为跳动鼠标的心脏提供除颤器电击,并提供起搏器式控制 - 但最终可能会为人类提供生物医学植入物和可穿戴的电子设备。
牛津大学的Yujia Zhang说:“可能,我们的微型电池可以用作可植入的微生物电池,可以通过磁场将其移至目标位置,然后释放其用于医疗治疗的能量。”
张和他的同事将微型电池设计为三个连接的液滴,可以在各种成分被微元素注入液体中,它们可以在液体溶液中自组装。一滴液滴包含锰氧化锂颗粒,充当电池的负电极,而第二滴含有钛酸锂颗粒并代表阳性电极。充满氯化锂的中央液滴将这些电极分开。紫外线通过破裂将每个液滴分开并允许锂离子在它们之间自由流动的层来激活电池。
液滴电池的长度比以前的软锂离子电池小10倍。仅600微米,大约是人头发宽度的六倍。电池的音量也比类似的柔性锂离子电池小1000倍。并且由于中央液滴可以包含磁性镍颗粒,因此可以通过外部磁场远程控制电池。
加利福尼亚理工学院的Wei Gao说,这种微型电池还提供了空前的能量。他说:“这种能量密度明显高于其他相似大小的电池中所取得的密度。”
在从动物的身体中去除的小鼠心脏中测试了液滴电池。他们成功地充当除颤器,以恢复正常的心跳和起搏器来调节心跳。额外的测试表明,电池保留了10次充电和放电周期后原始容量的77%。
Gao说,此类液滴电池的简单性和可扩展性可能代表了将来与传统电池制造的潜在优势。他建议这样的电池可以为侵入性的生物医学植入物和可生物降解的医疗设备提供动力。
Gao说:“最让我印象深刻的是,这种软电池如何通过基于水凝胶的水胶质环境反映了人体组织的水性环境。”“但是,我们仍然需要考虑该电池中使用的材料的安全性和生物相容性,尤其是当我们朝着商业化或进一步的研究应用程序迈进时。”