科學家研發可任意拉長、伸縮鋰離子電池方案

蛇雖然沒有四肢,但歸功於身上的鱗片、非常有彈性的軟軟皮膚與特殊骨骼結構,這並不妨礙牠們爬行與攀爬,南韓科學家就以蛇類神奇的蛇鱗為發想,研發出可以像蛇一樣伸展、彎曲的電池解決方案,適用在各種軟性機器人(soft robot)或穿戴式設備。
電池雖然比想像中大,但可以裝在人身上,還能隨著動作伸縮。
電池雖然比想像中大,但可以裝在人身上,還能隨著動作伸縮。
蛇類表皮覆蓋著平滑堅硬的鱗片,無四肢但可透過腹鱗與肌肉的縮放來移動全身,進行前行與攀爬各種動作;蛇的皮膚也非常有彈性,軟軟鬆弛的皮膚讓蛇能吞下比自己直徑還要寬的食物,這種奇妙生物便被南韓機械與材料研究院(KIMM)相中。

團隊透過模仿蛇鱗結構,希望能研發出創新電池設計,助穿戴式設備和機器人一臂之力,提供可任意拉長伸縮的電池解決方案。

為實現這一目標,科學家們使用小型六角形的鋰離子電池做為 “鱗片”,並用聚合物和銅材料相連電池,基本上這些連接材料也視為蛇每片鱗片中間的軟軟皮膚,用來穩定拉伸與變形,為了提高電池容量,KIMM 團隊也最佳化每片電池的六角形形狀。

團隊測試也符合期待,即使彎曲變形,拉伸比達 90% 情況下,新型鋰離子電池也能維持性能,超過 3萬6000 次循環,除此之外,這種也是容易實現規模製造的電池設計,可以透過切割和摺疊可撓電極來製造電池。

未來這些電池有機會應用在穿戴式設備、救災用軟機器人又或是復健用醫療設備,通常這些電子設備靈活度要求高,需要較為柔軟與可撓的電池,團隊將在持續最佳化電池同時,改進設計並提高電池儲電量◆ 

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