柔性锂电池现世！可变形、可拉伸或将改变电动汽车应用

一个韩国研究小组开发出了一种柔软、可机械变形和可拉伸的锂电池，它可以“打印”在几乎任何表面上，例如衣服等不规则物体。在未来，它可以完全适合电动汽车的各种造型和空间，甚至在车身上也可以实现。

韩国科学技术研究院（KIST）混合软材料中心的研究小组宣布开发出一种锂电池，其中包括阳极、阴极、集电器、电解质和胶囊材料在内的所有组件，都是可拉伸和可印刷的，具有柔性机械变形特性，同时作为电池也具有很高的能量密度。

对智能手环、植入式电子设备、起搏器或软性可穿戴设备等高性能复杂电子设备的需求增加，推动了像人体皮肤一样柔软有弹性的电池的发展。传统电池的硬质无机电极占其大部分体积，这使其难以变形，并且其他组件，例如吸引和转移电荷的隔膜和集电器，也很难拉伸。

此外，由于必须防止位于锂离子循环通过的电极之间的液体电解质的泄漏，因此必须保持结构的完整性和稳固性。而为了能够提高可变形性，由该研究院Jeong Gon博士领导的研究小组避免使用不必要的材料来储存能量，就像在其他研究中所做的那样，例如橡胶。

他们在现有粘合剂材料的基础上，开发并应用了一种新型的可拉伸软质有机凝胶材料。这种材料将活性电极材料牢固地固定在适当的位置并促进离子转移。此外，使用具有优异拉伸性能的材料制成导电油墨，作为集电体材料和密封剂，即使在高电压和各种变形状态下也能稳定工作，不会因吸收电解质而膨胀。

开发的原型可以结合现有锂离子电池中使用的材料，在3.3伏或更高的电压下工作，它在储能密度方面提供的结果非常理想，达到约2.8mWh/cm²，这样的性能与市场上可用的硬质锂离子电池相似。

柔性锂离子电池的所有部件均具有机械稳定性，即使在反复拉伸1000次以上后仍能保持其性能，伸长率达到50%以上。

为了制造电池，研究小组直接将他们开发的电极和集电器材料打印在氨纶制成的衣服（暖臂器）的两侧。然后，他们在材料上应用了一种可拉伸的密封剂。这证明了这种高压有机电池能够直接放在衣服上，电池能够持续为智能手表供电，即使在按下压力装置以将其戴上或从手臂上取下时也是如此。

根据Gon博士的说法，他的团队开发了一种可拉伸的锂离子电池技术，该技术提供了可打印在织物上所需的结构柔性，它还提供了使用现有锂电池中使用的材料的适应性。并且，它提供了机械变形的自由度以实现高能量密度。

该团队表示，他们希望该存储系统适用于开发可部署在任何表面上的各种便携式设备。这对于电动汽车行业来说无疑是一个好消息，汽车造型的设计将更具自由度，在空间和其他功能性设备之外，再考虑电池的设计。