Οι ηλεκτρονικές συσκευές και συσκευές απαιτούν ένα παροχή ηλεκτρικού ρεύματος (είτε AC είτε DC), αυτό το τροφοδοτικό μπορεί να ληφθεί απευθείας από το δίκτυο τροφοδοσίας ή από τις ηλεκτρικές μπαταρίες. Η μπαταρία μπορεί να οριστεί ως μια ηλεκτρονική συσκευή που αποτελείται από (μία ή περισσότερες) ηλεκτροχημικές κυψέλες. Η χημική ενέργεια των ηλεκτροχημικών κυττάρων μπορεί να μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια. Με βάση διαφορετικά κριτήρια, οι μπαταρίες ταξινομούνται σε διάφορους τύπους, έτσι ώστε με βάση την επαναφορτιζόμενη κατάσταση να ταξινομούνται ως Επαναφορτιζομενες ΜΠΑΤΑΡΙΕΣ και μη επαναφορτιζόμενες μπαταρίες. Η πρόοδος στην τεχνολογία ανέπτυξε φιλικές προς το περιβάλλον και πιο ευέλικτες μπαταρίες, όπως μπαταρίες χαρτιού. Σε αυτό το άρθρο, ας συζητήσουμε για την κατασκευή και τη λειτουργία της μπαταρίας χαρτιού. Αλλά, πρωτίστως, πρέπει να γνωρίζουμε τι είναι η μπαταρία χαρτιού.
Μπαταρία χαρτιού
Μπαταρία χαρτιού
Η ευέλικτη και λεπτή συσκευή αποθήκευσης ενέργειας που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μπαταρία ονομάζεται μπαταρία χαρτιού. Αυτή η μπαταρία χαρτιού μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως πυκνωτής. Αυτή η μπαταρία μπορεί να παραχθεί με τη συγχώνευση των νανοσωλήνων (που κατασκευάζονται με χρήση άνθρακα) και του νανοσύνθετου χαρτιού (που κατασκευάζεται με κυτταρίνη). Η χάρτινη μπαταρία αποτελείται από ιδιότητα μιας μπαταρίας - χωρητικότητα αποθήκευσης υψηλής ενέργειας και ιδιότητα σούπερ πυκνωτής - υψηλή πυκνότητα ενέργειας και έτσι, παράγει εξαιρετική ισχύ.
Κατασκευή μπαταρίας χαρτιού
Τα κύρια συστατικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή της μπαταρίας χαρτιού περιλαμβάνουν:
- Νανοσωλήνας άνθρακα (CNT) που χρησιμοποιείται για τερματικό καθόδου
- Μέταλλο λιθίου (Li +) που χρησιμοποιείται για τερματικό ανόδου
- Διαφορετικοί τύποι ηλεκτρολυτών που περιλαμβάνουν αίμα, ούρα και ιδρώτα (που ονομάζονται βιο-ηλεκτρολύτες)
- Χαρτί (διαχωριστής κυτταρίνης)
7-απλά βήματα για την κατασκευή της μπαταρίας χαρτιού
Βήμα 1: Πάρτε ένα χαρτί με βάση την κυτταρίνη και απλώστε μαύρο μελάνι άνθρακα σε αυτό
Βήμα 2: Απλώστε αυτό το μελάνι που εφαρμόζεται στο χαρτί
Βήμα 3: Αφού απλώσετε μελάνι, τοποθετήστε ένα λεπτό στρώμα πάνω στην επιφάνεια της κυτταρίνης
Βήμα 4: Ζεστάνετε το χαρτί κυτταρίνης για 5 λεπτά στους 80 βαθμούς C
Βήμα 5: Στη συνέχεια, αφαιρέστε την ταινία από το υπόστρωμα
Βήμα 6: Τα ηλεκτρόδια της μπαταρίας χαρτιού σχηματίζονται από φιλμ. Οι ηλεκτρολύτες LTO και LCO συνδέονται με διαφορετικές ταινίες
Βήμα 7: Η λειτουργία της μπαταρίας χαρτιού μπορεί να ελεγχθεί συνδέοντας τους ακροδέκτες της μπαταρίας στο LED
Δομή μπαταρίας χαρτιού
Η μπαταρία χαρτιού λειτουργεί
Οι συμβατικές επαναφορτιζόμενες μπαταρίες που χρησιμοποιούμε στην καθημερινή μας ζωή αποτελούνται από διάφορα διαχωριστικά εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ηλεκτρονίων με τη χημική αντίδραση ενός μετάλλου και ενός ηλεκτρολύτη. Εάν μόλις το χαρτί της μπαταρίας βυθιστεί σε υγρό με βάση ιόντα, τότε η μπαταρία αρχίζει να λειτουργεί, δηλαδή, παράγεται ηλεκτρισμός από την κίνηση των ηλεκτρονίων από το τερματικό του καθόδου στο τερματικό της ανόδου. Αυτό οφείλεται στη χημική αντίδραση μεταξύ των ηλεκτροδίων της μπαταρίας χαρτιού και του υγρού. Λόγω της γρήγορης ροής των ιόντων μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα (10 δευτερόλεπτα) η ενέργεια θα αποθηκευτεί στο ηλεκτρόδιο χαρτιού κατά τη διάρκεια της επαναφόρτισης. Με τη στοίβαξη διαφόρων μπαταριών χαρτιού μεταξύ τους, η έξοδος της μπαταρίας χαρτιού μπορεί να αυξηθεί.
Η μπαταρία χαρτιού λειτουργεί
Δεδομένου ότι οι χάρτινες μπαταρίες συνδέονται μεταξύ τους πολύ στενά για την αύξηση της εξόδου τους, υπάρχει πιθανότητα να εμφανιστεί σύντομη μεταξύ του τερματικό ανόδου και τερματικό καθόδου . Εάν μια φορά το τερματικό ανόδου έρθει σε επαφή με τον ακροδέκτη καθόδου, τότε δεν θα υπάρχει ροή ρεύματος στο εξωτερικό κύκλωμα. Έτσι, για να αποφευχθεί το βραχυκύκλωμα μεταξύ της ανόδου και της καθόδου απαιτείται ένα φράγμα ή διαχωριστικό, το οποίο μπορεί να εκπληρωθεί από τον διαχωριστή χαρτιού.
Νανοσωλήνες που χρησιμοποιούνται για μπαταρία χαρτιού
Μπαταρία χαρτιού = Χαρτί (κυτταρίνη) + Νανοσωλήνες άνθρακα
Η χάρτινη μπαταρία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διάφορες εφαρμογές καθώς διευκολύνει πλεονεκτήματα όπως αναδίπλωση, στρίψιμο, χύτευση, τσαλάκωμα, διαμόρφωση και κοπή χωρίς να επηρεάζεται η αποτελεσματικότητά της. Καθώς οι χάρτινες μπαταρίες είναι ο συνδυασμός χαρτιού κυτταρίνης και νανοσωλήνων άνθρακα, γεγονός που διευκολύνει τα πλεονεκτήματα της μακροχρόνιας χρήσης, της σταθερής ισχύος και των εκρήξεων ενέργειας. Αυτοί οι τύποι χάρτινων μπαταριών εκτιμάται ότι χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία οχημάτων επόμενης γενιάς και ιατρικών συσκευών.
Ιδιότητες μπαταρίας χαρτιού
Οι ιδιότητες της χάρτινης μπαταρίας μπορούν να αναγνωριστούν από τις ιδιότητες της κυτταρίνης όπως εξαιρετικό πορώδες, βιοαποικοδομησιμότητα, μη τοξικό, ανακυκλωσιμότητα, υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό, καλή ικανότητα απορρόφησης και αντοχή χαμηλής διάτμησης και επίσης από τις ιδιότητες των νανοσωλήνων άνθρακα όπως χαμηλή πυκνότητα μάζας, ευελιξία, υψηλή πυκνότητα συσκευασίας, ελαφρότητα, καλύτερη ηλεκτρική αγωγιμότητα από το πυρίτιο, λεπτό (περίπου 0,5 έως 0,7 mm) και χαμηλή αντίσταση.
Πλεονεκτήματα της μπαταρίας χαρτιού
- σε αντίθεση με το συμβατικές μπαταρίες , η μπαταρία χαρτιού μπορεί να χρησιμοποιηθεί με δίπλωμα, κοπή και κύλιση
- Η μπαταρία χαρτιού λειτουργεί τόσο ως μπαταρία όσο και ως πυκνωτής.
- Η μπαταρία χαρτιού είναι μια σύγχρονη συσκευή αποθήκευσης με εξαιρετικά λεπτό μέγεθος.
- Έχει ειδικές ιδιότητες όπως πιο οικονομική, βιοαποικοδομήσιμη και βιο-συμβατή.
- Μπορεί να δημιουργηθεί μπαταρία χαρτιού ηλεκτρική ενέργεια 1,5V.
- Η τάση εξόδου της μπαταρίας χαρτιού μπορεί να προσαρμοστεί βάσει των απαιτήσεων.
Μειονεκτήματα της μπαταρίας χαρτιού
- Οι νανοσωλήνες άνθρακα που χρησιμοποιούνται στην μπαταρία χαρτιού είναι πολύ ακριβοί.
- Η σπατάλη της μπαταρίας χαρτιού μπορεί να προκαλέσει βλάβη στους πνεύμονες εάν εισπνευστεί.
- Η ηλεκτρονική σπατάλη δημιουργείται από μπαταρίες χαρτιού.
Εφαρμογές μπαταρίας χαρτιού
Εφαρμογές μπαταρίας χαρτιού
Υπάρχουν πολλές εφαρμογές για μπαταρίες χαρτιού σε διάφορα πεδία. Στα ηλεκτρονικά, η μπαταρία χαρτιού χρησιμοποιείται συνήθως σε κινητά, φορητούς υπολογιστές, αριθμομηχανές, κάμερες, ποντίκι, πληκτρολόγιο, συσκευές Bluetooth και ούτω καθεξής. Ομοίως, στις ιατρικές επιστήμες για τεχνητούς ιστούς, καλλυντικά, συστήματα διανομής φαρμάκων και ούτω καθεξής. Σε αυτοκίνητα και αεροσκάφη, οι μπαταρίες χαρτιού χρησιμοποιούνται σε υβριδικά οχήματα λόγω του μικρού βάρους τους.
Σας ενδιαφέρει ο σχεδιασμός έργα ηλεκτρονικής με τις δικές σας καινοτόμες ιδέες; Στη συνέχεια, δημοσιεύστε τις ιδέες, τις προτάσεις και τα σχόλιά σας στην παρακάτω ενότητα σχολίων για περαιτέρω τεχνική βοήθεια.
