来源： 时间：2022-07-16 17:35:01
科学家们开发了一种形状像人体脊柱的锂离子电池，可以为灵活且可穿戴的电子设备供电。智能手表、织物、眼镜、传感器等可穿戴电子产品的快速发展增加了对高性能柔性电池的需求。
然而，到目前为止，研究人员在锂离子电池中难以同时获得良好的柔韧性和高能量密度。美国哥伦比亚大学的研究人员开发了一种原型电池，形状像人体脊柱，可以应对这一挑战。
研究人员说，无论如何弯曲或扭曲，电池都具有显着的灵活性，高能量密度和稳定的电压。哥伦比亚大学的袁阳说: “我们的原型是迄今为止报道的最高能量密度之一。”“我们已经开发了一种简单且可扩展的方法来制造具有出色电化学和机械性能的柔性脊柱状锂离子电池，” 杨说，他领导了发表在《先进材料》杂志上的这项研究。
“作为第一代灵活的商用锂离子电池，我们的设计是一个非常有前途的候选产品。我们现在正在优化设计并提高其性能，”他说。在健身房做仰卧起坐时，研究人员受到了脊柱柔顺的启发。人体脊柱具有很高的柔韧性和扭曲性以及机械强度，因为它包含将硬椎骨部分互连的软骨髓成分。Yang使用脊柱模型设计了具有类似结构的电池。
原型具有厚而刚性的部分，该部分通过将电极缠绕在薄而柔性的部分上来存储能量，该部分将椎骨状电极堆叠在一起。该设计为整个电池提供了卓越的灵活性。杨说: “由于刚性电极部分的体积明显大于柔性互连，因此这种柔性电池的能量密度可以大于标准商业包装中电池的85%。”
他说: “由于整个结构中活性材料的比例很高，我们的脊柱状电池显示出非常高的能量密度-比我们所知道的任何其他报道都要高。”“由于我们合理的生物启发设计，电池还成功地经受住了严酷的动态机械负载测试，” 他补充说。
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