韩国开发出一种可伸缩、可机械变形的电池

据报道，韩国的一个研究小组开发出了一种柔软、可伸缩、可机械变形的锂电池。

该电池可用于可穿戴设备的开发，研究人员还通过在衣服表面打印电池来分析这种可能性。

该项目由韩国科学技术研究院(KIST)软混合材料研究中心的Jeong Gon Son 博士领导的研究小组进行，他们开发的锂电池的所有材料，包括阳极、阴极、集电器、电解质和密封剂，都是可拉伸和可印刷的。该团队开发的锂电池具有高容量和适合机械变形的自由形态特性。

由于对高性能可穿戴设备(例如智能手环、起搏器等植入式电子设备以及用于现实虚拟世界的软可穿戴设备)的需求快速增长，因此开发出一种柔软且可拉伸的电池，如人体皮肤和器官一直引起科学家们的兴趣。

传统电池的硬无机电极构成了电池的大部分体积，因此难以拉伸。其他组件，例如用于提取和转移电荷的隔膜和集电器，也必须具有可拉伸性，并且还必须解决液体电解质泄漏问题。

为了提高延展性，研究小组避免使用其他研究中已经做过的材料，这些材料对于储能来说是不必要的，比如橡胶。

然后，在现有粘合剂材料的基础上，开发并应用了一种新型的柔软、可拉伸的有机凝胶材料。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的转移。

此外，使用具有优异的拉伸性和阻气性的材料制造导电油墨。这种材料将作为一个电流集电极，传递电子和封装剂，即使在高电压和几种变形状态下也能稳定工作，而不会因电解质吸收而膨胀。

据称，该团队的可拉伸锂离子电池的所有组成部件都具有机械稳定性，即使在电池反复拉动1000次或更多次后仍能保持其性能，50%或以上的高拉伸性，以及在空气中的长期稳定性。

而且在3.3 V或以上的驱动电压下，其储能密度(约2.8 mWh/cm2)与市面上的硬锂离子电池相当。

此外，研究团队还将他们开发的电极和集电器材料直接打印在氨纶制成的暖臂两侧，并在材料上涂上可拉伸的密封剂，展示了直接在服装上打印可拉伸的高压有机电池的能力。

使用由此产生的电池，研究团队能够持续为智能手表供电，即使它在戴上、取下或拉伸时也是如此。

KIST的Son博士表示，他的团队已经开发出一种可拉伸的锂离子电池技术，该技术既可以通过电池的自由形式配置来提供结构自由度，也可以将其打印在织物等材料上，并且可以提供材料自由度。

能够使用现有的锂离子电池材料，此外还具有可实现高能量密度和机械变形的拉伸稳定性。该产品有望应用于各种可穿戴或可贴身设备的开发。

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