可撓式與穿戴設(shè)備的快速發(fā)展，讓廠商與消費(fèi)者對高效率可撓性電池的要求越來越高，而可撓式鋰離子電池并不是個(gè)新興的概念，但它的發(fā)展仍處于研究階段。日前哥倫比亞大學(xué)基于人體脊椎的概念，研發(fā)一款可撓式鋰離子電池，且該電池的儲存效率、能量密度與靈活度都比以往的電池還要高。
該電池是由鋰鈷氧化物陰極、石墨陽極以及銅和鋁收集器和聚乙烯支撐膜組成。其內(nèi)部材質(zhì)類似于脊椎的圓盤與韌帶，無論是伸長還是曲折都可以保有穩(wěn)定的電壓，因此電池可用于穿戴式技術(shù)、可撓式設(shè)備與顯示器。
目前各大廠商也有類似的技術(shù)，像是日本松下、韓國 KAIST 與 LG 也有研發(fā)相關(guān)的鋰離子電池。帶領(lǐng)該團(tuán)隊(duì)的助理教授 Yuan Yang 表示，該電池的能量密度是目前最高的，達(dá)到 242 Wh/L，為標(biāo)準(zhǔn)電池的 86.1% 左右。
這項(xiàng)電池的原型是利用脊椎模型來設(shè)計(jì)，將厚而堅(jiān)硬電極纏繞在彈性的零件上，并借此來儲存能量，概念有點(diǎn)類似將脊椎纏繞在骨髓上面，而這個(gè)設(shè)計(jì)讓電池?fù)碛懈玫娜犴g性。Yang 表示，由于這電池是仿生設(shè)計(jì)，目前已經(jīng)通過嚴(yán)苛的機(jī)械負(fù)載測試?，F(xiàn)在研究團(tuán)隊(duì)正在最佳化設(shè)計(jì)并改善性能，希望可以成為第一代的可撓式商業(yè)鋰離子電池。
研究團(tuán)隊(duì)將傳統(tǒng)的陽極、陰極、隔離膜切成長條狀，像多個(gè)從骨干延伸的分支，之后再將他們纏繞在骨干上，最后形成具有儲存能量效果的電堆（Stack）。這項(xiàng)一體化的電池設(shè)計(jì)，讓能量密度可以輕易達(dá)到 90%。
研究團(tuán)隊(duì)表示，即使在彎曲的情況下，電池依然可以循環(huán)充放電，且在經(jīng)過 100 次重復(fù)充放電后，電池的放電容量還可以保持在 94%。Yang 指出，即使經(jīng)過一萬次的扭曲與扭轉(zhuǎn)，電池的性能也不會(huì)發(fā)生衰變?？蓳鲜诫姵乜梢杂迷谥悄苁謾C(jī)與平板電腦，甚至是智能衣服與智能玻璃，但研究團(tuán)隊(duì)也指出，技術(shù)與應(yīng)用的復(fù)雜性會(huì)將成本提高。
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