智能手表的續航
聰明的手表的耐力一直是個棘手的問題。智能手表電池等電子元件擠在手表屏幕后面狹小的空間里,不僅占據了大部分可用空間,而且能提供的能量非常有限。這已經成為智能手表發展的障礙。亞利桑那州立大學機械與航天工程學院負責柔性電池研究的蔣漢卿教授,想解決這個問題。他們發現,通過可擴展和可彎曲的電池,智能手表等電子設備的待機時間也會變長。
日本手工折紙的折疊技術
通過應用日本手工折紙的折疊技術,研究人員發現,它們可以使傳統的鋰離子電池具有可拉伸性和可彎曲性,從而可以輕松地將其放入表帶,并獲得更多的儲能空間。這種方法除了提高智能手表的性能外,還與標準制造工藝兼容,可以用來制造更適合其他各種可穿戴電子產品的電池,如跟蹤健康相關數據的智能手環。
目前智能手表普遍顯示電池壽命短。Apple watch只能用一天左右,如果經常用,只能用幾個小時。電池缺乏“耐用性”已經成為許多可穿戴設備的弱點,新技術可以將電池壽命延長一倍。
研究人員使用他們開發的折疊式電池為三星.的智能手表供電。結果表明,電池可以內置在彈性帶中,可以彎曲和拉伸,而不會影響電池的性能。
三浦折疊技術這么神奇?
在過去的十年里,研究人員在可擴展電子產品的設計方面取得了很大的進展,可以適應各種彎曲或移動的表面和形狀,如人體表面。然而,它們大多使用彈性材料,與現有的電池生產設施不直接兼容。
將折紙技術應用于電池的靈感來自一種叫做米烏拉折疊的特殊折疊方法,這種方法與他在納米硅中看到的非常相似,當附著在彈性橡膠材料表面時可以彎曲和拉伸。去年,他和他的同事展示了一種基于米烏拉折疊的可折疊鋰離子電池。但是,這種設計在實際應用中有很大的局限性,因為電池只有折疊狀態和展開狀態,折疊狀態下的表面不平整影響佩戴舒適性,他說。
為了使電池的形狀與更多的可穿戴設備兼容,該團隊決定采用剪紙技術,并在其上添加剪紙。結果表明,各材料層的橫向切割可以使電池任意拉伸和彎曲。與以前的折紙設計不同,切割位置的旋轉可以使電池拉伸折疊,而不影響其厚度。
除了在真正的智能手表中展示電池的性能,研究人員還測試了電池在多圈壓縮和拉伸下的性能,結果表明,在此過程中多次纏繞不會導致開裂和斷裂。姜說,該團隊的目標是將這項技術商業化,現在他們正在努力改進電池包裝,以解決潛在的安全隱患。他還表示,剪紙技術也適用于除電池之外的其他類型的電子設備,如傳感器和超級電容器。