韩国研发可穿戴式“蜂窝”锂离子电池

导读:韩国的科学家已经与石墨烯和碳纳米管合作开发了一种可以工作的锂离子电池，该电池可以拉伸多达50％，而不会损坏任何组件。根据科学家的说法，电池代表了可穿戴或可植入人体电子设备开发的重要一步。
可穿戴设备不仅尺寸很受限制，而且由于需要长期穿戴，舒适性也很重要，因此它们还必须非常轻，所以电池就必须尽可能小。锂离子电池体积小、重量轻、容量大，可帮助系统设计工程师满足尺寸限制，同时提供使消费者满意的长电池续航时间。其较高工作电压意味着需要的电芯更少，从而可以进一步减小系统尺寸和提高设计灵活性。

将电子产品以及由此产生或储存的能量整合到各种设备中是一个快速发展的研究领域，它对电子材料提出了新的的要求，例如，通过设计可用于服装或其它织物的电池。

韩国科学技术研究院（KIST）的科学家在开发此类锂离子电池时考虑到了此类应用，其组件可拉伸至多50％，而不会影响安全性或性能。

该小组没有试图在电池组件中添加橡胶等固有可拉伸材料，而是致力于创建“手风琴状”结构，为固有不可拉伸的材料增加了可拉伸性。利用石墨烯和碳纳米管，科学家们能够构建出蜂窝状的复合框架，然后像手风琴一样向内压缩以赋予其可拉伸的性能。

然后，他们将电极与凝胶电解质和可拉伸的包装材料结合起来，制成了可工作的锂离子电池。在ACS纳米上发表的一篇论文中描述了基于可再入式微蜂窝电极和交联凝胶电解质的可拉伸锂离子电池的设计，该设计证明了其容量为每平方厘米5.05毫安时，在100次充放电循环后仍能保持95.7%的性能。根据KIST的说法，当材料拉伸至50%时，电池在500次拉伸释放循环后，还表现出了“优越的电化学性能”。

该大学指出，电池中的所有材料在电池中都是活性的，额外的好处是增加了可拉伸性能。在KIST领导这项研究的Jeong Gon Son说，他希望这种可拉伸的设计能够“在可拉伸能量储能系统方面为可穿戴和可植入式电子设备的进一步发展提供一种新的范例。”