近日，力学与工程科学学院鲍垠桦副教授与中国科学院院士、北京理工大学方岱宁教授，力学与工程科学学院吕浡、宋亦诚、张俊乾教授等人合作，在高能量密度柔性锂离子电池方面获得沉要钻研进展。钻研成就以“Crocodile skin inspired rigid-supple integrated flexible lithium ion batteries with high energy density and bidirectional deformability”为题，颁发在国际高水平学术期刊《Energy Storage Materials》上（影响因子：17.789，中科院工程技术1区）。
随着柔性电子器件及其柔机能源存储器件的发展，柔性锂离子电池因其轻质量，可弯曲，高放电平台，宽工作温度领域得到了宽泛的关注。然而，限度柔性锂离子电池进一步贸易化利用的关键问题之一是柔性锂离子电池反复大变形下电池部件的机械危险，进而影响电池电化学机能和使用寿命。为了降低柔性电池变形下的机械危险，无数电池企业选取薄膜化结构使其具备优良可弯曲能力，但就义了大量的电池能量密度，续航能力较差？杉嵝缘绯氐男侥芰τ氡湫文芰Υ嬖诰赫叵。只管目前国际上不少钻研人员报路了拥有较高能量密度的柔性锂离子电池，但其变形能力较弱，往往只能实显飕面向弯曲或折叠，且造作过程复杂，出产成本高，电池结构不足可拓展定造能力。因而，钻研柔性锂离子电池结构设政战术实现多向可弯曲且机能不变的高能量密度柔性锂离子电池拥有沉要的科学意思和工程利用价值。
图1、鳄鱼皮肤仿生刚柔复合双向可弯曲高能量密度柔性锂离子电池与电化学机能
本钻研受鳄鱼皮肤结构特点启发，提出了一种新型柔性电池刚柔复合结构设政战术，并成功造作出柔性锂离子电池样品。钻研人员通过奇妙的电极卷绕或折叠方式形成阵列刚柔复合电芯结构。该结构拥有刚性（厚）电池能量贮存部件及柔性（。┑缧鞠谓硬考，别离类迸宗鳄鱼皮肤中的坚韧防御皮骨(Osteoderm)和柔软易变形的表皮(Dermis)。该电池拥有易造作、结构可拓展、高柔性和高能量密度蹬着势。其体积能量密度可达400.3 Wh/L（目前报路的柔性锂离子电池最高体积能量密度）。电池在超过30000次双向弯曲之后经，且经过200圈0.5 C充放电循环后，容量维持率仍高达92.3%。在严苛的动态大变形弯曲（弯曲角度60。,等效弯曲半径3.2 mm）下经过30圈0.5C充放电循环后依然拥有93.2%的容量。论文也对电池及其部件进行了描摹尝试表征及有限元数值模拟，进一步验证和揭示了大变形下电池结构设计对电芯的；せ。通过裁剪极片能够使电池适配于各类状态的柔性电子器件，拥有优良的可扩大性，讲了然该电池在柔性电子器件及可穿戴电子产品中拥有宽泛的现实利用远景。
钻研得到了国度天然科学基金青年基金等赞助，同时环化学院乔芸教授与漯河航空航天大学张兴玉讲师也提供贵重的援手与硬件支持。
鲍垠桦副教授2021年入选上海视装扬帆打算”人才项目，北京大学固体力学博士，美国马里兰大学帕克分；倒こ滔到岷显炀筒┦。现主持国度天然科学基金青年科学基金一项。重要钻研方向蕴含柔性电池结构设计与造作、柔性电池增材造作及表征，全固态电池，力化耦合仿真，力-化-光耦合变色器件等。近年以第一或通讯作者在Advanced Functional Materials, ACS Energy Letters, Energy Storage Materials, Extreme Mechanics Letters, ACS Applied Materials & Interfaces, Journal of Power Sources等国际驰名期刊上颁发论文10余篇。（撰稿：鲍垠桦）
论文详情：
Liu, Guanzhong, et al. "Crocodile skin inspired rigid-supple integrated flexible lithium ion batteries with high energy density and bidirectional deformability."Energy Storage Materials(2022). 47, 149-157.https://doi.org/10.1016/j.ensm.2022.01.062
