美國西北大學和伊利諾伊大學的科研人員合作研發(fā)出可拉伸鋰離子電池，電池能夠為創(chuàng)新性電子設備提供動力，真正實現(xiàn)電子裝置和電力來源的小型化、延伸性集成。相關研究報告發(fā)表在2月26日出版的《自然•通訊》雜志上。
    這款可拉伸鋰電池的功率和電壓設計與同尺寸的傳統(tǒng)鋰離子電池相同，但它的柔韌特性卻使其能夠拉伸至原有尺寸的3倍，而不影響自身的功能和運行，并能在之后恢復至原有大小。此外，它可以無線充電，這種特性與其柔韌性相結合，使其能夠適應大多數(shù)人創(chuàng)新性產(chǎn)品當中，例如應用在醫(yī)學上，植入式的電子設備能夠監(jiān)控人類的腦電波和心臟活動等，并能在平直、剛性電池無法工作的區(qū)域正常發(fā)揮效力。
    這款產(chǎn)品的技術關鍵為無線充電，正是在解決無線充電的過程中一并完成了可拉伸功能的設計。
    在鋰電池設計領域，目前科學家通過“空間填充技術”制成了小型高性能電池。按照這種設計理念，科學家們構建了可拉伸電路（而非鋰電池）技術，這是一種“金屬絲彈出式”技術，以金屬絲作為橋梁將微小的電路元件連接起來形成陣列，當陣列被拉伸時，金屬絲就會彈出、展開，使得柔性電路能夠自由彎曲、伸縮和扭動。不過這一技術因為空間有限的局限性而無法應用在電池組件間無法，隨著鋰電池取代其他電池產(chǎn)品的加速，科學家希望能把拉伸電路技術應用到鋰電池上以制造可伸縮鋰電池。
    西北大學和伊利諾伊大學的科研人員為此展開了合作，西北大學著重理論方面，負責設計和建模；伊利諾伊大學香檳分校則負責實驗部分和新型電池的制造。在可拉伸鋰電池開發(fā)過程中，科學家利用金屬絲互連成較長的波形線，以填充電池組件之間的微小空間。與元件相連的線條呈大“S”形，其間還有眾多的小“S”形金屬絲，當電池被拉伸時，大“S”會先被拉伸并消失，隨后小“S”也會隨拉伸消失，而100個并聯(lián)電極之間的連接也會變得更加緊密。這便是新型鋰電池能伸展至自身尺寸3倍的關鍵所在。
    鋰電池的拉伸過程是可逆的，允許可伸縮有感線圈的集成，以實現(xiàn)經(jīng)由外部電源進行充電，但又無需物理連接。實驗證明，可拉伸鋰離子電池能反復充電20次左右，基本不會對動力電池容量造成損害。無線充電與可拉伸技術使新型鋰電池可以在一些特殊場合發(fā)揮作用，除了上面說的應用于人體植入設備外，其特種應用前景亦十分可觀。