记者 | 徐宁
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为了跟上可折叠手机的开展，未来的电池也将变得更灵敏。
据每日科学网（Science Daily）9月报导，瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）的马克斯·尼德伯格（Markus Niederberger）教授和他的研讨团队，开发出了一种柔性薄膜电池的原型。
这种新式电池能够在不中止供电的情况下折叠、曲折乃至拉伸。
柔性薄膜电池的原型。图片来自：苏黎世联邦理工学院
该电池像三明治相同分层制作，在两个可弹性的集电器之间依次是阴极、水凝胶电解质、PDMS结构和密封层、阳极。
这是研讨人员初次运用具有不同电化学理化性质的弹性复合资料，构建电池中的一切必要组件。这些弹性复合资料可使电池在曲折或拉伸的状况坚持正常运作。
新式电池的分层结构。图片来自：苏黎世联邦理工学院
锂离子电池一般由集电器、电极资料、电解质三部分所组成。
集电器的功用，主要是将电池活性物质发作的电流聚集起来，以便构成较大的电流对外输出。
传统的集电器用的是金属资料，金属除了具有质量大、外表润滑等会影响电池容量和循环功能的缺陷，还会在重复曲折、拉伸、折叠过程中形成不可逆形变，致使电池失效。
该新式电池的外层集电器，由聚合物复合资料制成，资料里含有导电碳，在其内外表上，还有一层微米级的银薄片。
研讨人员将这些银薄片像房顶瓦片一般堆叠摆放。当电池被拉伸时，银薄片之间不会互相失掉触摸，这保证了集电器的导电性。
即便电池的拉伸起伏过大，银薄片之间失掉了触摸，电流依然能够流过含碳的复合资料，仅仅电流会略微变弱。
两个集电器之间，叠放了由锰酸锂组成的阴极和由钒氧化物制成的阳极，南北极之间由一个类似于相框的PDMS结构和密封层离隔，PDMS结构的空隙填充了水性凝胶复合电解质。
该电池与其它电池最大的不同之处，在于其填充的水凝胶电解质。这种新式电解质由马克斯的博士生陈曦创造。
水凝胶是一种亲水的三维高分子网络结构凝胶。它具有很多交联的有机高分子链，遭到拉伸时，每一个高分子链会被拉长，但由于分子链之间有共价键的存在，不会呈现相对滑移。拉力消失时，高分子链缩短，物体又能康复原本的形状。
马克斯表明，现有电池中的液体电解质易燃、有毒，这种凝胶电解质更为环保和安全。
由于水凝胶电解质中还含有高浓度的锂盐水溶液，这有助于锂离子在电池充放电时在正负极之间活动，且还能避免发作电化学分化。
这在某种程度上预示着，假如发作电池走漏，该凝胶电解质能够保证流出的液体不会形成破坏性结果。
新式电池能够在不中止电源的情况下曲折、拉伸乃至歪曲。图片来自：苏黎世联邦理工学院
马克斯以为，该新式电池不仅能应用于手机，还能够用于电脑、智能手表、平板电脑，乃至可用于智能纺织品上。
经过测验，整个电池在被拉伸50%、充放电循环50次之后，约具有20 Wh kg 1的能量密度。
1991年，锂离子电池初次商业化的可重复运用电量能量密度为80 Wh kg 1。
马克斯也表明，假如想把该电池面向商业商场，还需要更多的研讨。例如该电池如安在较长的时间内坚持密封、怎么添加能包容电极资料的数量等。
跟着三星Galaxy Fold、华为Mate X等折叠手机面世，柔性电池正遭到渐渐的变多的人重视。
早在几年前，已有多家研讨机构和企业开端在这一电池范畴进行打破。
2015年，三星曾在韩国电池展览会上发布了Stripe和Band两个电池柔性电池系列，这类柔性电池的厚度只要0.3 mm，可用于智能手环、项圈、T恤配饰等可穿戴式设备。
次年，瑞典林雪平大学（linkoping）有机电子学实验室的研讨人员也创造一款被称为“纸电池”（Power Paper）的柔性电池。
纸电池。图片来自：电池中国网
该纸电池由导电聚合物与植物纤维素、甘油等物质进行合理配比，以完成电池作用。该纸电池容量为26800毫安，约为一般手机锂电池容量的十倍。
对柔性锂电池而言，传统电解液的活动性往往会约束其巨细和形状。
今年初，由韩国蔚山国家科学技术研讨院（UNIST）李相英（Sang-Young Lee）教授领导的研讨小组，研制出了一种合适作为固态电池的电解液，有望成为未来柔性电池的原资料。
该研讨小组使用多孔晶体资料作为离子导体，让锂离子能够有挑选性地、高效地经过离子通道，这种固体离子导体能够替代传统电池中易爆破的电解液，为新式柔性电池的规划供给了新方向。
