美研制出可拉伸锂离子电池：技术关键为无线充电

    美国西北大学和伊利诺伊大学的科研人员合作研发出可拉伸锂离子电池，电池能够为创新性电子设备提供动力，真正实现电子装置和电力来源的小型化、延伸性集成。相关研究报告发表在2月26日出版的《自然•通讯》杂志上。
    这款可拉伸锂电池的功率和电压设计与同尺寸的传统锂离子电池相同，但它的柔韧特性却使其能够拉伸至原有尺寸的3倍，而不影响自身的功能和运行，并能在之后恢复至原有大小。此外，它可以无线充电，这种特性与其柔韧性相结合，使其能够适应大多数人创新性产品当中，例如应用在医学上，植入式的电子设备能够监控人类的脑电波和心脏活动等，并能在平直、刚性电池无法工作的区域正常发挥效力。
    这款产品的技术关键为无线充电，正是在解决无线充电的过程中一并完成了可拉伸功能的设计。
    在锂电池设计领域，目前科学家通过“空间填充技术”制成了小型高性能电池。按照这种设计理念，科学家们构建了可拉伸电路（而非锂电池）技术，这是一种“金属丝弹出式”技术，以金属丝作为桥梁将微小的电路元件连接起来形成阵列，当阵列被拉伸时，金属丝就会弹出、展开，使得柔性电路能够自由弯曲、伸缩和扭动。不过这一技术因为空间有限的局限性而无法应用在电池组件间无法，随着锂电池取代其他电池产品的加速，科学家希望能把拉伸电路技术应用到锂电池上以制造可伸缩锂电池。
    西北大学和伊利诺伊大学的科研人员为此展开了合作，西北大学着重理论方面，负责设计和建模；伊利诺伊大学香槟分校则负责实验部分和新型电池的制造。在可拉伸锂电池开发过程中，科学家利用金属丝互连成较长的波形线，以填充电池组件之间的微小空间。与元件相连的线条呈大“S”形，其间还有众多的小“S”形金属丝，当电池被拉伸时，大“S”会先被拉伸并消失，随后小“S”也会随拉伸消失，而100个并联电极之间的连接也会变得更加紧密。这便是新型锂电池能伸展至自身尺寸3倍的关键所在。
    锂电池的拉伸过程是可逆的，允许可伸缩有感线圈的集成，以实现经由外部电源进行充电，但又无需物理连接。实验证明，可拉伸锂离子电池能反复充电20次左右，基本不会对动力电池容量造成损害。无线充电与可拉伸技术使新型锂电池可以在一些特殊场合发挥作用，除了上面说的应用于人体植入设备外，其特种应用前景亦十分可观。