加州大學柏克萊分校開發可伸縮還能自我修復的鋰離子電池

智慧型手機、遊戲機、掃地機器人等電子設備都配備了可充電的鋰離子電池，但傳統鋰離子電池存在體積大、易燃等問題。加州大學柏克萊分校的研究團隊開發出一種新型鋰離子電池，不僅可以承受拉伸和扭曲，還可以自我修復，為可穿戴電子設備的發展帶來了新的可能性。

水凝膠電解質的突破

過去的研究已經開發出一些使用水凝膠電解質的伸縮性電池。水凝膠電解質對濕氣具有很強的抵抗力，即使不使用堅硬的材料也可以密封，因此具有伸縮性。然而，到目前為止，開發的水凝膠電解質鋰離子電池大多只能在相對較低的電壓下穩定工作，有些還依賴有毒且昂貴的氟化物。

這次，加州大學柏克萊分校的李偉林等人設計了一種不含氟化物鋰鹽的低水分水凝膠電解質，並開發了一種具有高伸縮性和離子導電性的水性水凝膠鋰離子電池。這種新型電池不僅可以承受拉伸和扭曲，還可以通過可逆的氫鍵進行自我修復，即使被針刺或被剃刀切成兩半，也能繼續為設備供電。

穩定性和能量密度

新型鋰離子電池已被證明可以穩定地供電至 3.11V，相較於以前的水凝膠電池只能穩定到 1.23V，這是一個很大的進步。此外，即使在一個月內重複充放電 500 次，它也能穩定運行，並能釋放所接收電荷的平均 95%。

研究團隊成員安朱·圖爾表示：「通過將我們的電池整合到智慧手錶的錶帶中，我們可以使手錶的電池容量增加一倍，並且可能只需每週充電一次，甚至更少。」

研究團隊表示，這次開發的電池的能量密度僅為市售鋰離子電池的約十分之一，但預計未來能量密度將進一步提高。「我們使用的許多材料是傳統鋰離子電池所沒有的。我們通過從失敗的測試中吸取教訓並不斷改進來克服了這些挑戰。」

這項研究為可穿戴電子設備的發展帶來了新的可能性。未來，隨著能量密度的提高，這種新型電池有望在更多領域得到應用。

• 資料來源:gigazine

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