能随意塑形的流体电池问世

新电池柔软且可延展，能被塑造成任何形状。图片来源：瑞典林雪平大学

科技日报北京4月14日电 （记者张梦然）瑞典林雪平大学研究人员利用一种创新的流体形态电极，研发出能被塑造成任何形状的电池。这种柔软舒适的电池能随意改变形状，未来可用于给诸多领域各种各样的设备供电。相关研究成果已发表在《科学进展》杂志上。

据预测，未来十年内，全球将有超过一万亿台小型设备接入互联网。除了智能手机、智能手表和电脑等传统设备外，还将涵盖可穿戴医疗设备（如胰岛素泵、心脏起搏器、助听器及各种健康监测传感器），甚至拓展到软体机器人、电子织物、联网神经植入物等领域。

为了让这些小型设备既能高效运行，同时又不妨碍用户日常活动，新型电池的开发势在必行。此次，研究团队打造了一款柔软且可延展的电池，其核心技术在于将电极从固态转变为液态。

以往尝试制造柔性电池和可拉伸电池的方法，多聚焦于不同材料的机械功能，例如采用可拉伸的橡胶复合材料，设计相互滑动的连接结构等。然而，这些方法并未触及问题的核心——电池容量与电极刚度的矛盾。大型电池虽容量更高，但由于含有更多活性材料，导致电极厚度增加，刚度也随之上升。

以往虽然也有对流体电极的测试，但均未成功。当时实验采用的是液态金属如镓等，但这些材料仅能用作阳极，且在充放电过程中存在凝固风险，从而丧失其流体特性。此外，早期制造的可伸缩电池多依赖稀有材料，这些材料在开采与加工过程中会对环境造成重大影响。

此次研发的新型电池则以导电塑料（共轭聚合物）和造纸工业副产品木质素为基础原料。这种材料的质感类似于牙膏，可借助3D打印机按需定制电池形状。该电池在经历500次以上充放电循环后，依然能够保持性能稳定。即便在拉伸至两倍长度的情况下，电池也能正常工作。

团队表示，鉴于电池材料采用的是共轭聚合物和木质素等丰富资源，这一研发成果有助于推动原材料的循环利用，例如将木质素等造纸副产品转化为高附加值的电池材料，进而为构建更加环保的循环经济模式贡献力量。

在万物互联的今天，任何一个小小的设备，都可以是庞大网络的一部分，都需要能源维持其工作。电池，扮演着越发重要的角色。此次，科研人员成功研发出一种以导电塑料和造纸工业副产品木质素为基础原料的柔性电池，它可被塑造成任意形状，而且性能稳定。电池可以成为“定制化”产品，在大大小小的装置中自由适配，革新工业制造工艺，同时助推柔性电子革命。这种电池的制作材料方便易得，也让生产变得更为绿色，推进可持续发展。

来源： 科技日报