美科學(xué)家最近研究發(fā)現(xiàn)，通過將紙基鋰離子電池進(jìn)行Miura-ori式折疊，它們的單位面積能量密度和容量將增加14倍之多。在最近一期《納米通訊》上，美國亞利桑那州立大學(xué)科學(xué)家錢程及其他研究人員共同發(fā)表了一篇論文，介紹了他們?cè)谡郫B紙基鋰離子電池領(lǐng)域的這一最新研究成果。

　　研究人員嘗試使用了簡(jiǎn)單的對(duì)半式折疊和更復(fù)雜的Miura-ori折疊法：將一塊6×7厘米的電池折疊成25層，能使單位面積能量密度和容量增加14倍，并使它的總面積下降至1.68平方厘米。

　　相對(duì)于平面電池，以Miura-ori法折疊的電池的某些性能稍有降低，包括放電容量與電容率的降低。研究人員認(rèn)為，這些損失可能是由于垂直褶皺交叉點(diǎn)的分層，因?yàn)檫@些電池中含有16個(gè)頂點(diǎn)。為了防止電池，研究人員在層與層之間使用了一種柔韌的絕緣薄膜：聚對(duì)二甲苯-C。

　　這項(xiàng)研究成果使人們首次看到了使用折疊法增加鋰離子電池單位面積能量密度和容量的潛力。在將來，隨著幾何折疊算法、計(jì)算工具和機(jī)器人操縱技術(shù)的進(jìn)步，可能會(huì)出現(xiàn)更復(fù)雜的折疊模式，并使商業(yè)用途的大尺度電池的出現(xiàn)成為可能。

　　因?yàn)榈土某杀?、?jiǎn)單的制造方法和靈活性，紙基電池已經(jīng)對(duì)人們具備相當(dāng)?shù)奈?。如果通過折疊的方式能夠進(jìn)一步提供紙基電池的性能，這可能會(huì)導(dǎo)致各種應(yīng)用的高性能電池的產(chǎn)生。

　在LG展示了幾種柔性電池技術(shù)之后，三星在最近也帶來了自己所研發(fā)的柔性固態(tài)電池。

　　三星的電池在今年的韓國能源展上進(jìn)行了亮相。由于這種電池的生產(chǎn)使用的是非液體電解質(zhì)，所以它并不具備可燃性，從而提升了安全性能。

　　當(dāng)然，這種電池還能夠被扭曲和彎折，甚至是疊放在一起使用來提供更高的能源密度。而預(yù)計(jì)會(huì)使用這種電池的設(shè)備包括曲面手機(jī)，還有可穿戴設(shè)備。

　　三星目前并未公布這種電池會(huì)在何時(shí)被應(yīng)用到設(shè)備當(dāng)中。

　解決智能手機(jī)的最大短板——電池，難道靠的是……折紙？來自亞利桑那州立大學(xué)的科學(xué)家使用有碳納米管涂層的紙制造電池，然后像地圖一樣把它折疊起來，這樣整體的能量密度增大了14倍。

　　我們都知道，普通的鋰電池是無法彎曲或折疊的，那么要如何做出一款可折疊的鋰電池呢？科學(xué)家的方法是：多層設(shè)計(jì)。這種紙張一樣的電池其實(shí)是有很多層的，最外層是薄薄的銅和鋁，分別在紙的上面和下面。

　　最終就得到了這款薄薄的柔性電池，有著合理的能量密度。這款電池真正的強(qiáng)大之處是在折疊后顯現(xiàn)出來的，通過把紙張折疊25次，亞利桑那的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)能量密度可以提高14倍。這種白紙方法叫三浦，是由日本天體物理學(xué)家高麗三浦發(fā)明的一種宇宙飛船太陽能面板部署方式，可節(jié)省空間。常用于折疊地圖。

　　通過使用三浦折疊法，科學(xué)家把42平方厘米的紙質(zhì)鋰電池折到只有1.68平方厘米。雖然面積減少了25倍，但能量密度只增加了14倍，這是因?yàn)檎郫B過程中損失了一些。折疊后電池的能量密度為2毫安每平方厘米，幾次充放電后會(huì)下降到1.5毫安每平方厘米，往后就保持得比較好了。

　　科學(xué)家將繼續(xù)尋找更高效的折疊方法，繼續(xù)提高能量密度?？烧郫B電池最終可能應(yīng)用在可折疊設(shè)備上——想像一下可折疊的e-ink或OLED屏幕，使用時(shí)鋪開來，用完了折疊好放口袋里。