韩国开发多功能锂离子电池，可拉伸也可打印

韩国的一个研究小组开发了一种柔软、可机械变形和拉伸的锂电池，可用于开发可穿戴设备，并打印在衣服表面。由韩国科学技术院的Jeong Gon Son博士领导的研究小组宣布，他们开发的这种锂电池，其中所有的材料，包括阳极、阴极、集流体、电解质和封装剂，都是可拉伸和可打印的。

传统电池中坚硬的无机电极占电池体积的大部分，且难以伸展。其他部件，如分离器和用于吸引和传输电荷的集流体，也必须是可拉伸的，而且研究员还必须解决液体电解质泄漏问题。

为了提高可伸展性，研究小组避免使用在其他研究中利用的材料，如橡胶，这些材料对于能源储存来说是不必要的。在现有粘合剂材料的基础上，研究人员开发并应用了一种新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牢地固定住，并促进了离子的转移。此外，他们使用一种具有良好拉伸性和气体阻隔性的材料制作了一种导电油墨，作为传输电子的流体材料和封装剂，即使在高电压和各种变形状态下也能稳定地发挥作用，而不会因电解质吸收而膨胀。

该团队开发的电池也能够纳入现有的锂离子电池材料，它们在3.3V或更高的驱动电压下表现出与市售硬锂离子电池类似的优秀储能密度（~2.8 mWh/cm2）水平。该团队的可拉伸锂离子电池的所有组成成分都具有机械稳定性，即使在反复拉动电池1000次或更多次后仍能保持其性能，具有50%或以上的高拉伸性，并在空气中长期稳定。

研究人员表示，他们所开发的可拉伸储能系统预计将适用于开发各种可穿戴设备。

该研究论文题为"Intrinsically Stretchable and Printable Lithium-Ion Battery for Free-Form Configuration"，已发表在ACS Nano期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c08405

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