一種新開發的可拉伸鋰離子電池在70 次循環後仍能保持高效的充電存儲，並可擴展高達5000%。這項創新迎合了穿戴式電子設備對電池日益增長的需求，確保了靈活性和耐用性。

提到電池，你可能不會想到有彈性的東西。然而，電池需要具備這種可變形的特性才能與柔性電子元件結合，而柔性電子元件在穿戴式健康監測器領域正日益受到重視。現在，研究人員在《ACS 能源通訊》（ACS Energy Letters）上報告了一種完全可伸縮的鋰離子電池，包括一個可伸縮5000% 的電解質層，並且在近70 次充放電循環後仍能保持其充電存儲容量。

可以彎曲和伸展的電子設備需要具有類似特性的電池。大多數嘗試製造這種電池的研究人員都是用編織導電織物或類似摺紙的剛性部件折疊成可伸縮的形狀來製造這種電池的。但要製造出真正具有延展性的電池，每個零件–收集電荷的電極和電荷平衡的中間電解質層–都必須具有彈性。

迄今為止，真正的拉伸電池原型具有適度的彈性、複雜的組裝過程或有限的儲能能力，尤其是在反覆充電和放電的情況下。後者可能是由於電解質層和電極之間的連接較弱，或者是由於流體電解質的不穩定性，當電池改變形狀時，電解質會四處移動。因此，賴文勇及其同事希望將電解質融入融合在兩層柔性電極薄膜之間的聚合物層中，而不是使用液體，從而製造出完全固態的拉伸電池。

這種鋰離子電池具有完全可拉伸的組件和長期穩定的充放電容量。

為了製作全彈性電池的電極，研究團隊在一塊平板上塗抹了一層含有銀奈米線、炭黑和鋰基陰極或陽極材料的導電膏薄膜。然後在漿糊的頂部塗上一層聚二甲基矽氧烷，這是一種常用於隱形眼鏡的柔性材料。在這層薄膜上，研究人員直接添加了鋰鹽、高導電性液體以及製作彈性聚合物的成分。

在光的作用下，這些成分結合在一起，形成了一個堅固的橡膠層，能夠拉伸到原來長度的5000%，並能傳輸鋰離子。最後，在堆疊層上再覆蓋一層電極薄膜，整個裝置就密封在保護層中了。

將固態拉伸電池設計與採用傳統液態電解質的類似裝置進行比較，新版本在快速充電時的平均充電容量高出約六倍。同樣，固態電池在67 次充電和放電循環中也能維持更穩定的容量。在其他使用固態電極的原型電池中，聚合物電解質在1000 個循環週期中保持穩定運行，在前30 個循環週期中容量下降了1%，而液態電解質下降了16%。

雖然仍有待改進，但這種製造完全可拉伸固體電池的新方法，對於可隨身體彎曲和移動的可穿戴或植入式設備來說，可能是一次充滿希望的進步。

編譯自/ ScitechDaily