柔性電子產(chǎn)品，例如柔性的智能手機(jī)，電子紙，等等存在的最大的問(wèn)題是缺乏一種柔性可拉伸的電池。有一些研究小組曾經(jīng)發(fā)展出柔性可拉伸的電池，但這些電池大多性能很低，而且由于采用打印或聚合物來(lái)制作電池電池，無(wú)法在商業(yè)生產(chǎn)中大規(guī)模制造。

近日，美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)姜漢卿（hanqing.jiang@asu.edu）和于宏宇教授帶領(lǐng)的科研小組融合傳統(tǒng)的折紙藝術(shù)與現(xiàn)代材料科學(xué)，研發(fā)了一種柔性可變形的高性能鋰離子電池。這種電池可以被反復(fù)拉伸（超過(guò)1,300%的拉伸度）、彎曲和扭曲，同時(shí)保持著電池容量和輸出功率不變。

最令人興奮的是，所有的工藝使用了標(biāo)準(zhǔn)電極材料（石墨為負(fù)極，鈷酸鋰為正極），標(biāo)準(zhǔn)集流體（鋁和銅箔）和包裝技術(shù)（鋁塑膜），這意味著這項(xiàng)技術(shù)是安全的，理論上可以進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)和實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，這將有利于解決柔性電子中的儲(chǔ)能問(wèn)題。這一題目為OrigamiLithium-ionbatteries（基于折紙藝術(shù)的鋰離子電池）的研究成果公布在《自然-通訊》雜志上，并已經(jīng)申請(qǐng)美國(guó)國(guó)家專利。

這種鋰離子電池采用由KoryoMiura發(fā)明的Miura-ori折紙結(jié)構(gòu)。這種折紙結(jié)構(gòu)最初的目的是為了建造航天飛船中可以節(jié)省空間的折疊式太陽(yáng)能電池板，這中間的關(guān)鍵是，褶皺讓電池可以被拉伸、扭曲、彎折，并且保證沒(méi)有過(guò)多的應(yīng)力施加到內(nèi)部。

這種鋰離子電池不僅具有優(yōu)越的柔性和可拉伸性，而且具有相當(dāng)好的電化學(xué)性能：一個(gè)1平方厘米大小的折紙電池，面積的容量1-2毫安左右，而且容量還可以通過(guò)增加更多的活性材料來(lái)提高。它的功率也可以媲美傳統(tǒng)的鋰離子電池。即使在經(jīng)歷過(guò)超過(guò)200次反復(fù)折疊后，折紙電池仍然能保持其性能。

展望未來(lái)，亞利桑那州立大學(xué)的折紙電池可以在柔性和可穿戴的電子產(chǎn)品發(fā)展中發(fā)揮重要的作用。目前的電池都是剛性的，大塊兒的，這兩點(diǎn)對(duì)于可穿戴電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō)不僅難看而且不舒服。未來(lái)我們可以不必把容量非常小的紐扣電池放在智能手邊的表盤中，而是用能集成在表帶中的大容量柔性折紙電池。如果你想使用可折疊柔性電子紙顯示器，或者是柔性智能手機(jī)，柔性的折紙電池是非常必要的。姜漢卿教授表示他們有意把該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)一步推向商業(yè)應(yīng)用。

值得思考的是，像折紙這種可能已經(jīng)存在了幾千年的藝術(shù)形式-可能是未來(lái)柔性電子時(shí)代的關(guān)鍵。