研究团队开发出可穿戴“多孔”电池，能 180 度弯折

IT之家报道称，耶鲁大学的科研团队最近研发出一种创新的“多孔”电池，与传统电池相比，这种电池不仅更加灵活，还具备透气性。这一突破性发现有望使锂电池成为可穿戴电子设备的首选。研究成果已在《Matter》期刊上发表。

目前，大多数电池在可穿戴设备中的使用受到限制，特别是在需要频繁运动的场景中。研究团队在研究中指出，传统电池的刚性和不透气性一直是可穿戴电子设备的主要限制因素，尤其是在需要进行动态活动的情况下。然而，这种新型“多孔”电池通过一种相对简单的解决方案，成功克服了现有电池的多个缺陷。

根据报道，研究团队采用了一种柔性锂离子电池袋，并在其上切割了一系列水平和垂直的矩形孔洞。这种电池由一种带有一定曲率的扁平复合材料制成，制作方法相对简单，还使用了传统的电极材料和热压耗材。团队成员 Lin Xu 解释说：“这种设计对于运动员或长时间佩戴电子设备的用户特别有帮助，比如用于健身追踪的智能服装、医疗监测设备等需要兼顾舒适性和可靠性的应用场景。”

通过在电池袋上添加一系列孔洞，研究团队发现电池不仅可以保持大部分电量，还具有极高的弹性。研究模拟还显示，这种电池可以承受180度的拉伸或折叠而不会断裂。Lin Xu 表示：“一个挑战是如何在保持足够活性材料的前提下确保电池的能量密度，孔洞过多或过大会降低储能容量。我们必须在机械弹性和电性能之间找到平衡点。”

此外，研究团队还发现，当电池被拉伸10%或折叠时，仍能抵御物理应力并继续为LED灯泡供电。团队通过对电池进行100次以上的拉伸和折叠测试来验证这一结论。研究团队特别强调：“这种结构实现了高面积能量密度，单层电池袋的能量密度达到7.2 mW h/cm²，使用双层电极时可扩展至14.4 mW h/cm²。”

与此同时，这种新型“多孔”电池还表现出更好的抗温度波动和湿度变化能力，其透气性大约是棉织物的两倍。为了进一步测试“多孔”电池的性能，研究团队将其编织到实验服中，评估用户在跑步等轻度运动时的表现。结果显示，这种电池的设计显著提高了散热能力，避免了汗液在设备下的积聚。

研究团队表示，这种电池还需进行更多的耐久性测试，计划在商用健康监测设备和运动装备中进一步测试其性能。同时，团队还在研究如何扩大生产规模，自动化制造必须确保孔洞的精准定位和密封，避免电池袋泄漏或短路问题。

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