可摺疊電池

概述

可摺疊電池

智慧型手錶的續航一直是一個棘手的問題。智慧型手錶電池與其他電子元件一起擁擠在手錶螢幕後方的狹小空間裡，不但占據了大部分可用空間，其能提供的能量也十分有限。這已經成為了智慧型手錶發展道路上的一個障礙。

美國亞利桑那州立大學機械和航空航天工程學院負責可彎曲電池研究的姜漢卿（音譯）教授就解決了這種問題。他們通過套用一種日本手工摺紙的摺疊技術，使常規的鋰離子電池變得可拉伸和可彎曲，從而從容地放進錶帶，獲得更多的儲能空間。

除了提高智慧型手錶的性能，這種方式與標準的製造工藝兼容，可以製造更適合於其他各種各樣的可穿戴電子產品的電池，比如跟蹤健康相關數據的智慧型手環等。

可摺疊電池

在過去的十年里，研究人員在可伸展電子產品設計方面已經取得了很大的進步，目前能夠適應各種彎曲或活動的表面和外形，比如人的身體表面。然而，大多數使用的是彈性材料，並且不能與現有的電池生產設施直接兼容。

將摺紙技術套用到電池中的靈感源於一種稱為三浦摺疊的特殊摺疊方式，這種摺疊方式與他在納米矽中看到的極為相似，當附於彈性橡膠材料表面時可彎折和拉伸。

2014年，姜漢卿（音譯）教授和他的同事們展示了基於三浦摺疊研發的可摺疊的鋰離子電池。但實際套用中這種設計有很大的局限性，因為電池只有摺疊狀態和展開狀態，並且在摺疊狀態下其表面不平整影響配戴舒適性。

為了使電池的外形與更多可穿戴設備互容，團隊決定採用剪紙技術，將剪下加入其中。結果證明，各個材料層的橫向切割可以使電池達到隨意伸展和彎曲的狀態。與之前摺紙技術設計不同，剪下處的旋轉可以使電池在不影響其厚度的前提下實現伸展和摺疊。

研究人員使用他們研製的摺疊電池給三星智慧型手錶供電，結果表明，這種電池可內置在彈性錶帶內，可彎曲可伸展完全不影響電池性能。

除了展示電池在真正的智慧型手錶內的表現外，研究人員還測試了電池在多圈的擠壓和拉伸狀態下的性能，結果表明過程中的多次纏繞並不會導致破裂折斷現象。

姜漢卿（音譯）教授的研究團隊的目標是將這項技術商業化，現在他們正著手改善電池包裝解決安全隱患。他還說，剪紙技術也適用於電池以外的其他類型的電子設備，比如感測器和超級電容器。