近年來，隨著可穿戴設(shè)備的快速發(fā)展，對可彎曲的柔性電池的需求也快速增加，各種柔性電池的設(shè)計也是層出不窮，但是大多數(shù)柔性電池的設(shè)計都會導(dǎo)致鋰離子電池的能量密度的大幅降低，影響可穿戴設(shè)備的續(xù)航時間。為了解決這一問題，哥倫比亞大學(xué)研究人員受到生物脊骨結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，研發(fā)了一款柔性鋰電池，在保證良好的柔性的同時，還保持了高體積能量密度的優(yōu)勢。

　　據(jù)悉，柔性電池的基本結(jié)構(gòu)可以分為一個主干，以及與主干相連的分支組成，這些分枝會圍繞著主干進行卷繞，最終形成類似動物脊椎骨的結(jié)構(gòu)，由主干與外電路連接。這樣的結(jié)構(gòu)不僅保證了電池具有良好的柔性，還極大的提高柔性電池的能量密度，在采用LiCoO2/石墨作為活性物質(zhì)時，該結(jié)構(gòu)的電池體積比能量可達242Wh/L。

　　柔性電池在整個壽命周期內(nèi)，可能會經(jīng)歷數(shù)千次的彎曲和扭轉(zhuǎn)，因此研究人員采用機械結(jié)構(gòu)對該結(jié)構(gòu)的柔性電池在機械載荷下的穩(wěn)定性進行了評估。即便是在電池彎曲半徑達到20mm的情況下，電池仍然能夠進行穩(wěn)定的充放電，容量僅出現(xiàn)了輕微的降低，這表明大部分活性物質(zhì)在彎曲的過程中都能夠保持與集流體的接觸，沒有出現(xiàn)明顯的活性物質(zhì)脫落。

　　哥倫比亞大學(xué)研究人員的這一設(shè)計充分借鑒了動物脊柱的特點，結(jié)合鋰離子電池的結(jié)構(gòu)特點，通過仿生結(jié)構(gòu)極大的減小了彎曲和扭轉(zhuǎn)等變形對于集流體和活性物質(zhì)造成的破壞，在保證電池的柔性的同時，還極大的提高了柔性電池的能量密度，提高了實用性，該柔性鋰電池在未來的可穿戴設(shè)備，特別是智能手表等方面有廣闊的應(yīng)用前景。