La nuova batteria al litio tessile leggera di PolyU dimostra un'elevata densità di energia di oltre 450 Wh/L, ed eccellente flessibilità, con un raggio di curvatura inferiore a 1 mm, e piegabilità di oltre 1, 000 cicli con degrado marginale della capacità. In confronto, la batteria al litio pieghevole esistente può raggiungere solo un raggio di curvatura di circa 25 mm, e con prestazioni molto inferiori, inferiori a 200 Wh/L. La batteria al litio tessile, di spessore inferiore a 0,5 mm, possiede anche capacità di carica/scarica rapida, e una lunga durata del ciclo paragonabile alle batterie al litio convenzionali. [Fare riferimento all'allegato per un confronto dettagliato delle prestazioni tra la batteria al litio tessile di PolyU e altre batterie]

L'innovazione sviluppata dal team di ricerca dell'Istituto del tessile e dell'abbigliamento (ITC) del PolyU ha vinto tre premi alla 47a Mostra internazionale delle invenzioni di Ginevra tenutasi nell'aprile di quest'anno, vale a dire una Medaglia d'Oro e due Special Merit Awards.

Professor ZHENG Zijian, chi guida il gruppo di ricerca ITC, disse, "La tecnologia indossabile è stata nominata la prossima grande opportunità di mercato globale dopo gli smartphone. Si prevede che i ricavi del mercato globale per i dispositivi indossabili cresceranno a passi da gigante, di oltre il 20% annuo, raggiungere i 100 miliardi di dollari entro il 2024. Poiché tutta l'elettronica indossabile richiederà una fornitura di energia indossabile, la nostra nuova tecnologia nella fabbricazione di batterie tessili al litio offre una soluzione promettente per un'ampia gamma di applicazioni di prossima generazione, che vanno dalla sanità, infotainment, gli sport, aerospaziale, moda, IoT [Internet of Things] a qualsiasi utilizzo di rilevamento o tracciamento che potrebbe persino superare la nostra immaginazione di oggi."

La batteria al litio è attualmente la batteria ricaricabile dominante sul mercato grazie alla sua densità di energia relativamente elevata e alla lunga durata del ciclo. Poiché la batteria al litio pesante e ingombrante convenzionale è difficile da usare in dispositivi indossabili, nell'ultimo decennio, gli scienziati si sono impegnati nello sviluppo di batterie al litio pieghevoli, spesso utilizzando lamine metalliche come collettori di corrente. Però, è solo fino all'emergere della batteria al litio tessile di PolyU che i colli di bottiglia sulla densità energetica, flessibilità, la robustezza meccanica e la stabilità ciclistica possono essere affrontate.

Applicando la nuova tecnologia brevettata di PolyU di Polymer-Assisted Metal Deposition (PAMD), metallo altamente conduttivo, rame (Cu) e nichel (Ni) vengono depositati in modo uniforme e conforme su tessuti pretrattati. Tali tessuti metallici fabbricati, caratterizzato da bassa resistenza del foglio e ampia superficie , fungono da collettori di corrente in batteria. Dopo aver aggiunto materiali attivi per agire come catodo e anodo, i tessuti metallici, insieme al separatore e all'elettrolita, sono assemblati nella batteria al litio tessile.

I test di laboratorio condotti dal team ITC hanno dimostrato l'elevatissima stabilità meccanica, durata e sicurezza della batteria al litio tessile in caso di deformazione. Quando la batteria viene piegata ripetutamente a metà, attorcigliato ad angoli diversi o accartocciato liberamente, la sua finestra di tensione è rimasta invariata. Il test di piegatura ha mostrato che la batteria può essere piegata su 1, 000 volte con un degrado marginale della capacità. Prove di sicurezza condotte mediante martellamento continuo, tagliare con le forbici e penetrare con un chiodo ha dimostrato che la batteria può fornire stabilmente potenza ai componenti elettronici senza il rischio di prendere fuoco o scoppiare.