提高电池单位容量难道要靠折纸？柔性电池问世

美科学家最近研究发现，通过将纸基锂离子电池进行Miura-ori式折叠，它们的单位面积能量密度和容量将增加14倍之多。在最近一期《纳米通讯》上，美国亚利桑那州立大学科学家钱程及其他研究人员共同发表了一篇论文，介绍了他们在折叠纸基锂离子电池领域的这一最新研究成果。

　　研究人员尝试使用了简单的对半式折叠和更复杂的Miura-ori折叠法：将一块6×7厘米的电池折叠成25层，能使单位面积能量密度和容量增加14倍，并使它的总面积下降至1.68平方厘米。

　　相对于平面电池，以Miura-ori法折叠的电池的某些性能稍有降低，包括放电容量与电容率的降低。研究人员认为，这些损失可能是由于垂直褶皱交叉点的分层，因为这些电池中含有16个顶点。为了防止电池，研究人员在层与层之间使用了一种柔韧的绝缘薄膜：聚对二甲苯-C。

　　这项研究成果使人们首次看到了使用折叠法增加锂离子电池单位面积能量密度和容量的潜力。在将来，随着几何折叠算法、计算工具和机器人操纵技术的进步，可能会出现更复杂的折叠模式，并使商业用途的大尺度电池的出现成为可能。

　　因为低廉的成本、简单的制造方法和灵活性，纸基电池已经对人们具备相当的吸引力。如果通过折叠的方式能够进一步提供纸基电池的性能，这可能会导致各种应用的高性能电池的产生。

　在LG展示了几种柔性电池技术之后，三星在最近也带来了自己所研发的柔性固态电池。

　　三星的电池在今年的韩国能源展上进行了亮相。由于这种电池的生产使用的是非液体电解质，所以它并不具备可燃性，从而提升了安全性能。

　　当然，这种电池还能够被扭曲和弯折，甚至是叠放在一起使用来提供更高的能源密度。而预计会使用这种电池的设备包括曲面手机，还有可穿戴设备。

　　三星目前并未公布这种电池会在何时被应用到设备当中。

　解决智能手机的最大短板——电池，难道靠的是……折纸？来自亚利桑那州立大学的科学家使用有碳纳米管涂层的纸制造电池，然后像地图一样把它折叠起来，这样整体的能量密度增大了14倍。

　　我们都知道，普通的锂电池是无法弯曲或折叠的，那么要如何做出一款可折叠的锂电池呢？科学家的方法是：多层设计。这种纸张一样的电池其实是有很多层的，最外层是薄薄的铜和铝，分别在纸的上面和下面。

　　最终就得到了这款薄薄的柔性电池，有着合理的能量密度。这款电池真正的强大之处是在折叠后显现出来的，通过把纸张折叠25次，亚利桑那的科学家发现能量密度可以提高14倍。这种白纸方法叫三浦，是由日本天体物理学家高丽三浦发明的一种宇宙飞船太阳能面板部署方式，可节省空间。常用于折叠地图。

　　通过使用三浦折叠法，科学家把42平方厘米的纸质锂电池折到只有1.68平方厘米。虽然面积减少了25倍，但能量密度只增加了14倍，这是因为折叠过程中损失了一些。折叠后电池的能量密度为2毫安每平方厘米，几次充放电后会下降到1.5毫安每平方厘米，往后就保持得比较好了。

　　科学家将继续寻找更高效的折叠方法，继续提高能量密度。可折叠电池最终可能应用在可折叠设备上——想像一下可折叠的e-ink或OLED屏幕，使用时铺开来，用完了折叠好放口袋里。