August 13, 2012

BENDABLE INORGANIC THIN-FILM BATTERY FOR FULLY FLEXIBLE ELECTRONIC SYSTEMS


"Bendable Inorganic Thin-Film Battery for Fully Flexible Electronic Systems". M. Koo, K. -I. Park, S. H. Lee, M. Suh, D. Y. Jeon, J. W. Choi, K. Kang, K. J. Lee. NANOLETTERS. In press. DOI: 10.1021/nl302254v

High-performance flexible power sources have gained attention, as they enable the realization of next-generation bendable, implantable, and wearable electronic systems. Although the rechargeable lithium-ion battery (LIB) has been regarded as a strong candidate for a high-performance flexible energy source, compliant electrodes for bendable LIBs are restricted to only a few materials, and their performance has not been sufficient for them to be applied to flexible consumer electronics including rollable displays. In this paper, we present a flexible thin-film LIB developed using the universal transfer approach, which enables the realization of diverse flexible LIBs regardless of electrode chemistry. Moreover, it can form high-temperature (HT) annealed electrodes on polymer substrates for high-performance LIBs. The bendable LIB is then integrated with a flexible light-emitting diode (LED), which makes an all-in-one flexible electronic system. The outstanding battery performance is explored and well supported by finite element analysis (FEA) simulation.

Las fuentes de energía flexibles de alto desempeño han ganado atención, ya que permiten la realización de la siguiente generación de sistemas electrónicos flexibles, implantables y usables. A pesar de que las baterías recargables de iones de litio (LIB) han sido consideradas como fuertes candidatas para usarse en las fuentes de energía flexibles de alto desempeño, los electrodos disponibles para las LIBs flexibles están restringidos a tan sólo unos cuantos materiales, y su desempeño no ha sido suficientemente bueno en ellos para utilizarse en la electrónica flexible comercial, la cual incluye a las pantallas enrollables. En este trabajo se presenta una película delgada LIB flexible, desarrollada usando la estrategia de transferencia universal, la cual permite la realización de muy diversas LIBs flexibles sin importar la química de los electrodos. Es más, pueden formarse electrodos recocidos a alta temperatura (HT) en sustratos poliméricos para LIBs de alto desempeño. Las LIB flexibles se integran con un diodo emisor de luz (LED) flexible, lo cual convierte al sistema electrónico en uno completamente flexible. El desempeño sobresaliente de la batería es estudiado y sustentado mediante una simulación de análisis de elementos finitos (FEA).

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