工程师开发用于可穿戴电子设备的柔性锂电池

柔性和可穿戴电子产品的快速发展带来了令人兴奋的应用范围，从智能手表和柔性显示器(例如智能手机，平板电脑和电视)到智能织物，智能玻璃，透皮贴片，传感器等等。随着这种增长，对高性能柔性电池的需求也在增加。然而，到目前为止，研究人员很难同时获得锂离子电池的良好柔韧性和高能量密度。

由哥伦比亚工程学院应用物理和数学系材料科学与工程学助理教授袁扬领导的团队开发了一种原型来应对这一挑战：形状像人的脊柱的锂电池具有出色的灵活性，高能量密度和稳定的电压，无论弯曲或扭曲如何。这项研究今天发表在《先进材料》上。

杨说：“我们原型的能量密度是迄今为止报道的最高能量密度之一。” “我们已经开发出一种简单且可扩展的方法来制造具有出色的电化学和机械性能的柔性脊柱状锂离子电池。我们的设计作为第一代柔性商业锂离子电池非常有希望。我们现在正在优化设计并改善其性能。”

Yang的团队探索电池材料的组成和结构以实现高性能，其灵感来自于在健身房仰卧起坐时脊椎的柔软度。人体脊柱具有很高的柔韧性，可变形性以及机械强度，因为它包含使硬椎骨部分相互连接的软骨髓组件。Yang使用脊柱模型来设计结构相似的电池。他的原型具有一个厚而刚性的部分，该部分通过将电极(“椎骨”)缠绕在一个薄的，可弯曲的部分(“骨髓”)上来存储能量，该部分将类似椎骨的电极堆叠在一起。他的设计为整个电池提供了出色的灵活性。