柔性電子產(chǎn)品，例如柔性的智能手機，電子紙，等等存在的最大的問題是缺乏一種柔性可拉伸的電池。有一些研究小組曾經(jīng)發(fā)展出柔性可拉伸的電池，但這些電池大多性能很低，而且由于采用打印或聚合物來制作電池電池，無法在商業(yè)生產(chǎn)中大規(guī)模制造。
近日，美國亞利桑那州立大學姜漢卿和于宏宇教授帶領的科研小組融合傳統(tǒng)的折紙藝術與現(xiàn)代材料科學，研發(fā)了一種柔性可變形的高性能鋰電池。這種電池可以被反復拉伸（超過1，300%的拉伸度）、彎曲和扭曲，同時保持著電池容量和輸出功率不變。最令人興奮的是，所有的工藝使用了標準電極材料（石墨為負極，鈷酸鋰為正極），標準集流體（鋁和銅箔）和包裝技術（鋁塑膜），這意味著這項技術是安全的，理論上可以進行大規(guī)模生產(chǎn)和實現(xiàn)商業(yè)化，這將有利于解決柔性電子中的儲能問題。
這種鋰電池采用由KoryoMiura發(fā)明的Miura-ori折紙結(jié)構(gòu)。這種折紙結(jié)構(gòu)最初的目的是為了建造航天飛船中可以節(jié)省空間的折疊式太陽能電池板，這中間的關鍵是，褶皺讓電池可以被拉伸、扭曲、彎折，并且保證沒有過多的應力施加到內(nèi)部。
這種鋰電池不僅具有優(yōu)越的柔性和可拉伸性，而且具有相當好的電化學性能：一個1平方厘米大小的折紙電池，面積的容量1-2毫安左右，而且容量還可以通過增加更多的活性材料來提高。它的功率也可以媲美傳統(tǒng)的鋰離子電池。即使在經(jīng)歷過超過200次反復折疊后，折紙電池仍然能保持其性能。
展望未來，亞利桑那州立大學的折紙電池可以在柔性和可穿戴的電子產(chǎn)品發(fā)展中發(fā)揮重要的作用。目前的電池都是剛性的，大塊兒的，這兩點對于可穿戴電子產(chǎn)品來說不僅難看而且不舒服。未來我們可以不必把容量非常小的紐扣電池放在智能手邊的表盤中，而是用能集成在表帶中的大容量柔性折紙電池。如果你想使用可折疊柔性電子紙顯示器，或者是柔性智能手機，柔性的折紙電池是非常必要的。姜漢卿教授表示他們有意把該項技術進一步推向商業(yè)應用。
值得思考的是，像折紙這種可能已經(jīng)存在了幾千年的藝術形式-可能是未來柔性電子時代的關鍵。
更多資訊請關注電源頻道
網(wǎng)站客服
粵公網(wǎng)安備 44030402000946號