Een Koreaans onderzoeksteam heeft een lithium-ionbatterij ontwikkeld die flexibel genoeg is om uitgerekt te worden. Het onderzoeksteam van Dr. Jeong Gon Son bij het Photo-Electronic Hybrids Research Center van het Korea Institute of Science and Technology (KIST) kondigde aan dat ze een krachtige, rekbare lithium-ionbatterij. De batterij is ontwikkeld door een structureel rekbare elektrode te fabriceren die uitsluitend uit elektrodematerialen bestaat en vervolgens te assembleren met een rekbare gelelektrolyt en rekbare verpakking.

Snelle technologische ontwikkelingen in de elektronica-industrie hebben geleid tot een snelgroeiende markt voor hoogwaardige draagbare apparaten, zoals smart bands en in het lichaam implanteerbare elektronische apparaten, zoals pacemakers. Deze ontwikkelingen hebben de behoefte aan energieopslagapparaten die moeten worden ontworpen in flexibele en rekbare vormen die de menselijke huid en organen nabootsen aanzienlijk vergroot.

Echter, het is erg moeilijk om de batterij rekbaar te maken omdat het vaste anorganische elektrodemateriaal het grootste deel van het volume inneemt, en andere componenten zoals stroomafnemers en afscheiders moeten ook rekbaar worden gemaakt. In aanvulling, het probleem van lekkage van vloeibaar elektrolyt onder vervorming moet ook worden opgelost, evenals het probleem van lekkende vloeibare elektrolyt.

Om deze problemen aan te pakken, Het onderzoeksteam van Dr. Jeong Gon Son bij KIST richtte zich op het creëren van een accordeonachtige microstructuur, die structurele rekbaarheid geeft aan niet-rekbare materialen, en construeerde zo een micro-naar binnen gekromd elektroderaamwerk in een honingraatvorm. Het naar binnen uitstekende honingraatframe bestond uit atoomdik grafeen, die dienst doet als gordijn, en koolstofnanobuizen, die een touw van nano-formaat vormde. Het honingraatvormige composietframe, gemaakt van actieve materialen, grafeen, en koolstofnanobuizen, werd naar binnen uitgestoken als een accordeon met behulp van een radiaal compressieproces, die lijkt op het rollen van Koreaanse rijstrolletjes (gimbap), wat resulteerde in het creëren van rekbare eigenschappen.

De elektroden die door het onderzoeksteam zijn ontwikkeld, bevatten geen materialen die typisch worden gebruikt voor rekbaarheid, zoals rubber, die de energieopslag niet vergemakkelijken. Alle materialen die het onderzoeksteam in hun nieuw ontwikkelde batterij gebruikt, worden volledig benut voor energieopslag en ladingstransport. In feite, de door het team gemaakte rekbare batterij toonde een energieopslagcapaciteit (5,05 mAh/cm ² ) die even hoog is als bestaande niet-rekbare batterijen.

De nieuw geïntroduceerde rekbare gelelektrolyten en rekbare verpakkingsmaterialen die lucht en vocht blokkeren en voorkomen dat de elektrolyten lekken. De resulterende rekbare batterij vertoonde een hoge oppervlaktecapaciteit van 5,05 mAh/cm ² , superieure elektrochemische prestaties tot 50% spanning onder herhaalde (tot 500) rek-release cycli en langdurige stabiliteit van 95,7% na 100 cycli in luchtomstandigheden.

Dr. Jeong Gon Son van KIST zei:"De rekbare lithium-ionbatterij die door dit onderzoek is ontwikkeld, zal naar verwachting een nieuw paradigma presenteren in termen van rekbare energieopslagsystemen voor de verdere ontwikkeling van draagbare en in het lichaam implanteerbare elektronische apparaten."