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被刺、割、攻击、扭曲——科学家们让新的可拉伸电池受到极端折磨而它保留了它的90%的容量

2025-04-20 08:16阅读：

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被刺、割、攻击、扭曲——科学家们让新的可拉伸电池受到极端折磨而它保留了它的90%的容量
By Ruari McCallion published 2 hours ago
Engineering
科学家说，一种新型的可伸缩水凝胶电池能承受极端条件并仍有效的运行。
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科学家们已经发明了一种可伸缩的、灵活的、自愈的无有毒成分和与水分相关以前已经阻碍了这类产品的水凝胶电池。研究人员通过切割、刺伤和侵略的拧扭它证明了它的坚固性。
传统的软锂离子电池已经遭受源自水分渗透性能下降痛苦。科学家们说它们还摆出来自有毒、易燃的电解质的潜在的安全风险。
为解决这些挑战，研究人员开发了一种含有无氟锂盐的电解质。他们4月9日发表在 Science Advances
杂志上的一项研究中概述了他们的发现。
被刺、割、攻击、扭曲——科学家们让新的可拉伸电池受到极端折磨而它保留了它的90%的容量


水凝胶电池用水基电解质，它是不易燃的，比锂离子电池更不容易泄漏或爆炸。原型可伸缩锂离子电池利用水凝胶作为电解质和分离器。科学家们在研究中说，因为它们是无氟的，它们对环境也更安全，对人类毒性也更小。
经住“酷刑”
该团队在一系列他们描述为酷刑范围内测试了原型电池。这些装置被用锋利的刀片攻击、切割、刺、扭曲并暴露在极端热和湿度。
电池保持或维持了稳定的运行，并在一个月的500多个充放电循环表现了稳定的环境运行。
水凝胶在50%的相对湿度下保持了19%的水含量，允许不用刚性包装有效电池操作。相比之下，标准的锂离子电池往往需要刚性的、密封的包装来提供足够的保护来可靠的工作。
自愈合的水凝胶、电解质和弹性体封装使电池甚至在保持切割后重新获得约90%的原始容量。
水凝胶电池的水基电解质依赖聚合物结构，这降低材料密度，但结果上限制电荷保持能力。锂离子能达到每公斤200至300瓦时/小时（Wh/kg），而水凝胶电池的范围为50至150 Wh/kg。
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传统电池更适合高能应用如电动汽车和大规模电力存储。另一方面，水凝胶电池更适合下一代柔性电子产品。这些产品包括诸如嵌入到服装中的柔性健身追踪器、生物传感器和健康监测器，以及内置加热元件或LED显示屏的灵巧服装。它们的自愈特性意味着操作能被继续不用中断或需要更换。
太空探索也将受益于电池的灵活性和自愈能力的改进，就像水下机器人一样，它们需要额外的耐水和耐盐性。
https://www.livescience.com/technology/engineering/stabbed-cut-attacked-twisted-scientists-subject-new-stretchable-battery-to-extreme-torture-and-it-retained-90-percent-of-its-capacity

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