能隨意塑形的流體電池問世

科技日報北京4月14日電 （記者張夢然）瑞典林雪平大學研究人員利用一種創新的流體形態電極，研發出能被塑造成任何形狀的電池。這種柔軟舒適的電池能隨意改變形狀，未來可用於給諸多領域各種各樣的設備供電。相關研究成果已發表在《科學進展》雜誌上。

據預測，未來十年內，全球將有超過一萬億台小型設備接入互聯網。除了智能手機、智能手錶和電腦等傳統設備外，還將涵蓋可穿戴醫療設備（如胰島素泵、心臟起搏器、助聽器及各種健康監測傳感器），甚至拓展到軟體機器人、電子織物、聯網神經植入物等領域。

為了讓這些小型設備既能高效運行，同時又不妨礙用户日常活動，新型電池的開發勢在必行。此次，研究團隊打造了一款柔軟且可延展的電池，其核心技術在於將電極從固態轉變為液態。

以往嘗試製造柔性電池和可拉伸電池的方法，多聚焦於不同材料的機械功能，例如採用可拉伸的橡膠複合材料，設計相互滑動的連接結構等。然而，這些方法並未觸及問題的核心——電池容量與電極剛度的矛盾。大型電池雖容量更高，但由於含有更多活性材料，導致電極厚度增加，剛度也隨之上升。

以往雖然也有對流體電極的測試，但均未成功。當時實驗採用的是液態金屬如鎵等，但這些材料僅能用作陽極，且在充放電過程中存在凝固風險，從而喪失其流體特性。此外，早期製造的可伸縮電池多依賴稀有材料，這些材料在開採與加工過程中會對環境造成重大影響。

此次研發的新型電池則以導電塑料（共軛聚合物）和造紙工業副產品木質素為基礎原料。這種材料的質感類似於牙膏，可藉助3D打印機按需定製電池形狀。該電池在經歷500次以上充放電循環後，依然能夠保持性能穩定。即便在拉伸至兩倍長度的情況下，電池也能正常工作。

團隊表示，鑑於電池材料採用的是共軛聚合物和木質素等豐富資源，這一研發成果有助於推動原材料的循環利用，例如將木質素等造紙副產品轉化為高附加值的電池材料，進而為構建更加環保的循環經濟模式貢獻力量。

在萬物互聯的今天，任何一個小小的設備，都可以是龐大網絡的一部分，都需要能源維持其工作。電池，扮演着越發重要的角色。此次，科研人員成功研發出一種以導電塑料和造紙工業副產品木質素為基礎原料的柔性電池，它可被塑造成任意形狀，而且性能穩定。電池可以成為“定製化”產品，在大大小小的裝置中自由適配，革新工業製造工藝，同時助推柔性電子革命。這種電池的製作材料方便易得，也讓生產變得更為綠色，推進可持續發展。