工程師開發用于可穿戴電子設備的柔性鋰電池

柔性和可穿戴電子產品的快速發展帶來了令人興奮的應用范圍，從智能手表和柔性顯示器(例如智能手機，平板電腦和電視)到智能織物，智能玻璃，透皮貼片，傳感器等等。隨著這種增長，對高性能柔性電池的需求也在增加。然而，到目前為止，研究人員很難同時獲得鋰離子電池的良好柔韌性和高能量密度。

由哥倫比亞工程學院應用物理和數學系材料科學與工程學助理教授袁揚領導的團隊開發了一種原型來應對這一挑戰：形狀像人的脊柱的鋰電池具有出色的靈活性，高能量密度和穩定的電壓，無論彎曲或扭曲如何。這項研究今天發表在《先進材料》上。

楊說：“我們原型的能量密度是迄今為止報道的最高能量密度之一。” “我們已經開發出一種簡單且可擴展的方法來制造具有出色的電化學和機械性能的柔性脊柱狀鋰離子電池。我們的設計作為第一代柔性商業鋰離子電池非常有希望。我們現在正在優化設計并改善其性能。”

Yang的團隊探索電池材料的組成和結構以實現高性能，其靈感來自于在健身房仰臥起坐時脊椎的柔軟度。人體脊柱具有很高的柔韌性，可變形性以及機械強度，因為它包含使硬椎骨部分相互連接的軟骨髓組件。Yang使用脊柱模型來設計結構相似的電池。他的原型具有一個厚而剛性的部分，該部分通過將電極(“椎骨”)纏繞在一個薄的，可彎曲的部分(“骨髓”)上來存儲能量，該部分將類似椎骨的電極堆疊在一起。他的設計為整個電池提供了出色的靈活性。