科学家开发出3D打印柔性“可拉伸”电池，500次充放电后依旧维持性能
时间:2025-04-18 09:17 来源:南极熊 作者:admin 点击:次
2025年4月17日，瑞典研究人员研发出一种可塑性电池，其稠度与牙膏相似，可塑成各种形状。这种新型电池由林雪平大学的科学家研发，采用导电塑料和木质素（造纸过程中产生的可持续副产品）。这项研发解决了以往可拉伸电池的局限性，即随着容量增加，电池会变得更加坚硬。
相关研究以题为“Make it flow from solid toliquid: Redox-active electrofluids for intrinsically stretchable batteries”的论文发表在《Science Advances》杂志上。
此前，制造可拉伸电池的尝试主要基于开发可拉伸的橡胶复合材料或可相互滑动的连接件。然而，在大多数情况下，拥有更多活性材料的大型电池意味着更厚的电极，从而导致更高的刚性。林雪平大学的研究人员着手解决这个问题，并提出了一个新颖的解决方案。科学家们以导电塑料和木质素（造纸过程中产生的可持续副产品）为基础，研制出了可塑性电池。
这项研究的合著者艾曼·拉赫马努丁（Aiman Rahmanudin）说道：“现在，我们解决了这个问题，并且首次证明了容量与刚度无关。”这种材料的糊状结构使其能够用于3D打印机，从而创建定制的电池形状，并有可能在可穿戴设备、医疗设备和机器人领域实现新的应用。
△不同机械变形下不同液体拓扑的代表性图像
到目前为止，可拉伸电池一直依赖于稀有且对环境有害的材料来发挥作用。与现有电池方案相比，新型电池配方具有可持续性优势。领导这项研究的博士后研究员Mohsen Mohammadi解释说：“由于电池材料是共轭聚合物和木质素，原材料非常丰富。”
研究团队开发的原型电池已展示出良好的耐用性，在500次充放电循环后仍能保持性能，即使长度被拉伸至两倍也能正常工作。尽管取得了这些进展，但新型电池技术在实现商业化应用之前仍面临诸多限制。目前的原型电池仅能储存1伏电压，不到标准汽车电池电压的8%。不过，研究人员建议，加入锌或锰等常见金属，可以在保持电池柔韧性的同时提高电压。
研究强调：“由于流体具有高度可变形的特性，可以实现不受形状因素影响的电池配置，非常适合集成到下一代可穿戴设备中。”这种设计灵活性代表着电池技术在紧凑型设备和传统刚性电池存在局限性的应用方面迈出了显著的一步。
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