柔软且可拉伸的锂电池可能用于开发可穿戴设备

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2022年3月28日审查贝森·戴维斯（Bethan Davies）

韩国研究小组开发了一种柔软，可拉伸且机械变形的锂电池。电池可用于可穿戴设备的开发。研究人员还通过将电池打印到衣服表面来分析了可能性。

柔软且可拉伸的锂电池可能用于可穿戴设备的开发。 — 研究的图形图像。图片来源：韩国科学技术研究所（KIST）。亚博老虎机网登录

由韩国科学技术学院软混合材料研究中心的Jeong Gon Son博士（KIST； KIST；总裁：Seok-Jin Yoon）领导的研究亚博网站下载小组宣布，他们提出了一个锂电池，其中所有所有电池都亚博老虎机网登录亚博网站下载包括阴极，阳极，电解质，电流收集器和封装的材料可打印且可拉伸

该团队提出了一个锂电池，该锂电池具有高容量和自由形式的特性，非常适合机械变形。

由于对高性能可穿戴设备（如智能带，可植入的电子设备）等高性能可穿戴设备的需求不断增长，例如柔软的可穿戴设备和速度制造商用于逼真的元元，开发了柔软可拉伸的电池，例如人类的皮肤和器官，一直引起人们的兴趣。

传统电池的硬无机电极由电池的大部分音量组成，从而使其难以扩展。其他组件（例如分离器和当前用于绘图和携带电荷的收集器）也必须是可扩展的，并且还应解决液体电解质泄漏的问题。

为了提高可伸展性，研究小组避免了在其他不需要储能的研究中使用的材料，例如橡胶。亚博网站下载此外，设计并根据手头的粘合剂材料设计了一种新的柔软且可拉伸的有机凝胶材料。

该材料将活性电极材料牢固地固定在适当的位置，并简化离子的传输。亚博网站下载还借助具有出色的可伸缩性和气势屏障特性的材料制造了导电墨水。该材料将充当电流收集器，该收集器传输电子和一种封装，即使在高压和几个变形状态下也可以稳定起作用，而不会因电解质吸收而膨胀。

此外，研究人员开发的电池能够整合当前的锂离子电池材料，因为它们显示出出色的储能密度（约为2.8 MWH/cm亚博网站下载²）类似于市售硬锂离子电池的水平，驱动电压为3.3 V或更高。

该组可拉伸锂离子电池的所有组成部分都表现出机械稳定性，即使在重复拉动电池1,000次或更多次，50％或更高的高可拉伸性以及空气中持久的稳定性之后，即使在电池重复拉动后，也可以保持其性能。

此外，研究小组直接打印了电极和呈现的收集物材料，它们在由氨纶制成的手臂加热器的两侧制造，并使用可拉伸的材料封装。亚博网站下载

这说明了将可拉伸的高压有机电池直接打印到衣服上的潜力。在随之而来的电池的帮助下，研究小组即使在智能手表被放置，取下或扩展时也能够不断为智能手表提供动力。

Dr. Son at KIST stated that his group has come up with a stretchable lithium-ion battery technology that offers structural freedom due to the battery’s free-form configuration enabling it to be printed on materials like fabrics, and material freedom as a result of being able to utilize the present lithium-ion battery materials due to the stretch stability enabling mechanical deformation and high energy density.

他还说，他的团队设计的可拉伸能源存储系统预计将适用于几种可穿戴或可穿着的设备的开发。

这项研究得到了韩国国家研究基金会的职业中期研究计划，以及由科学和ICT部资助的KIST机构计划和K-LAB计划（部长：HYE-SOOK LIM）。亚博老虎机网登录