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Una batería con forma de columna podría alimentar dispositivos electrónicos flexibles

La mayoría de los dispositivos pueden conformarse con una batería sólida similar a un ladrillo, pero ¿qué pasa con los dispositivos portátiles y los supuestos teléfonos flexibles que nos han prometido? Un nuevo tipo de batería podría mejorar el diseño y la confiabilidad de tales dispositivos, pero hacer un diseño flexible que no se degrade ni falle catastróficamente es un desafío. Investigadores de la Universidad de Columbia han desarrollado un prototipo de batería flexible basado en la forma de la columna vertebral humanay tiene propiedades similares a las baterías no flexibles.

La estructura interna de una batería es vital no solo para su capacidad, sino también para su confiabilidad y seguridad. Como aprendimos de los problemas de la batería del Galaxy Note 7 de Samsung, incluso los pequeños defectos en el aislamiento entre capas pueden hacer que una batería falle catastróficamente. El equipo de Columbia resolvió las principales preocupaciones de seguridad construyendo la batería con segmentos flexibles similares a nuestros propios discos y ligamentos espinales.

Los componentes de almacenamiento de energía de la batería consisten en cátodos de cobaltato de litio y ánodos de grafito. Una capa aislante corre entre ellos, junto con un colector de corriente de cobre y aluminio. Todo el aparato está unido a una película de soporte de polietileno. Los segmentos de almacenamiento de energía se enrollan alrededor del sustrato de la columna vertebral para darle a la batería su forma flexible final.

En cuanto a la capacidad, la batería flexible tiene una densidad de energía de 242 Wh / L, que es el 86,1 por ciento de una batería estándar no flexible. El diseño probado en el video a continuación tiene una capacidad total de 123.53 mAh y una masa de 4.86 g. Un reloj inteligente como el que se probó allí probablemente necesitaría aproximadamente el doble de jugo para ser utilizado por los consumidores, pero el cuerpo podría adelgazarse enormemente si hubiera una batería flexible en la banda. El Huawei Watch en el video tiene una batería de 300 mAh, pero tiene un grosor de 11,3 mm.

El equipo encontró que este diseño de batería es muy duradero gracias a las interconexiones flexibles entre las celdas. No hubo daño estructural incluso después de 10,000 curvas o 1,000 giros de 90 grados. Después de 100 ciclos de carga, la batería retuvo el 94 por ciento de su capacidad, lo que está cerca de lo que esperaría de una batería tradicional tipo ladrillo. Las baterías recargables siempre pierden capacidad después de repetidos ciclos de carga y descarga.

Este prototipo todavía está muy lejos de ser un producto comercial, pero las pruebas parecen sorprendentemente extensas. La capacidad del prototipo inicial es un poco baja para un reloj inteligente, pero probablemente ya sea suficiente para rastreadores de actividad física de baja potencia, parches transdérmicos o ropa inteligente. Las versiones más grandes podrían ser viables en teléfonos o tabletas flexibles.