可弯折的电池，不远了! 近年来

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可不要小看上面视频里那块貌似不起眼的“抹布”，它蕴含着大大的能量。它就是中科院大连化物所制备出的柔性电池电极。

柔性电池？顾名思义，就是可以任意折叠扭曲的电池。

电池是我们非常熟悉的一种设备。它的基本原理是通过电化学反应进行电能的储存和释放。常见的电池主要由四部分组成：正极、负极、电解质和隔膜。

其中，正负极（可通称为电极）发生电化学反应，是能量转化的反应场所；电解质负责正负极之间的离子传输，是能量转化过程的桥梁；隔膜用于阻隔正负极，避免其直接接触导致电池短路，是电池体系的安全保障。除此之外，正负极侧通常还需使用导电性良好的集流体以保证电流的顺利输入和输出。

电池放电过程示意图

自从1800年意大利物理学家伏特发明世界上第一个电池“伏特电堆”以来，电池技术的发展已经走过了二百多个春秋。从干电池到铅酸蓄电池，再到现有的锂离子电池，电池体系的容量、功率及使用寿命不断提升，体积和质量不断向小型化、轻型化发展，极大地提高了用电设备的续航能力、便携化、普适性以及生产效益。

近年来，随着电子技术的快速进步，越来越多的电子设备正在向着轻薄化、柔性化和可穿戴的方向发展。例如，有些公司都推出了曲面屏手机，并且正在计划研制可折叠、可弯曲的新一代产品。

柔性电子设备（图片来自网络）

电子设备都要更轻更薄可弯曲了，那么，电池肯定也得能弯曲才行啊。

我们知道，纸张和织物是有柔韧性的，要是能把电极材料和集流体合二为一变成纸张或织物，电极材料和集流体分离的问题不就解决了么？

近日，中科院大连化物所的科学家们研究开发了一种制备柔性电池的新工艺。文章开头的那张“抹布”就是用这种工艺制备出来的。

不同于传统电池中将活性物质直接用粘结剂涂覆在导电基底上，这次科学家们通过化学镀技术，让活性物质与金属集流体直接紧紧地结合在一起。当电池任意弯折时，活性物质都不会产生脱落，显示出了非常好的柔韧性。

采用化学镀技术能够在柔性多孔电极表面和内部均匀沉积超薄可控的金属镀层，形成三维连续的金属集流体网络，使电极的电导率提高两个数量级，并保持电极中完整的离子传输通道，因而提升了柔性电极的电化学性能。

此外，该工艺制备的涂层与电极基底间粘结紧密，解决了传统涂覆法在形变下存在的活性物质与金属集流体脱离的问题，有效解决了软包装柔性电池器件的实用难题。

柔性电极上化学镀沉积金属镀层的作用机理示意图

基于这种新型制备工艺，科学家们把锂硫电池的放电比容量提高至1600 mAh g-1，是目前商业化锂离子电池正极材料的5倍以上。如果把这种电极材料组装成具有商业化结构的软包电池，仍可以放出1420 mAh g-1容量，实现100次充放电循环，并且在不同弯折程度、弯折时间下，仍可以正常工作。

不仅如此，该工艺制备的集流网络的面密度远低于传统铝箔、铜箔、泡沫镍等，可进一步降低电池器件的整体重量，提高能量密度，有非常重要实用价值。该工艺技术制备成本低廉、易于实际应用，为未来柔性电池产业化奠定了基础。

来源：中国科学院大连化学物理研究所