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Fabrication of batteries by spray painting requires formulation of component materials into liquid dispersions (paints), which can be sequentially coated on substrates to achieve the multilayer battery configuration.
Graphite anode or high voltage cathodes could be used to increase the nominal voltage of paintable batteries ( ∼ 3.6 V for LCO-Graphite cell). However, graphite based Li-ion batteries have safety concerns 14, 17 and LTO was chosen to ensure safer operation due to minimal risk of Li-metal plating if accidentally overcharged.
If the components of a battery, including electrodes, separator, electrolyte and the current collectors can be designed as paints and applied sequentially to build a complete battery, on any arbitrary surface, it would have significant impact on the design, implementation and integration of energy storage devices.
We also demonstrate the possibility of interconnected modular spray painted battery units to be coupled to energy conversion devices such as solar cells, with possibilities of building standalone energy capture-storage hybrid devices in different configurations.
In summary, battery materials can be engineered into paint formulations and simple spray painting techniques can be used to fabricate batteries directly on surfaces of various materials and of different shapes.
We chose Lithium Cobalt Oxide [LiCoO 2] (LCO, positive electrode) and Lithium Titanium Oxide [Li 4 Ti 5 O 12] (LTO, negative electrode), for which the effective cell voltage is ∼ 2.5 V 16. Graphite anode or high voltage cathodes could be used to increase the nominal voltage of paintable batteries ( ∼ 3.6 V for LCO-Graphite cell).
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Here, we establish a paradigm change in battery assembly by fabricating rechargeable Li-ion batteries solely by multi-step spray painting of its components on a variety of materials such as metals, glass, glazed ceramics and flexible polymer substrates. We also demonstrate the possibility of interconnected modular spray painted battery units to ...
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We have developed a fully paintable Li-ion battery that can be simultaneously fabricated and integrated with commonly encountered materials and objects of daily use. Energy harvesting devices, such as solar cells, can then be easily integrated with these batteries to give any surface a standalone energy capture and storage capability.
In June a team of researchers at Rice University and the Catholic University of Louvain in Belgium announced a new paint-on battery design. The advance, described in the online journal...
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