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美國(guó)亞利桑那大學(xué)科學(xué)家開發(fā)出一種紙基鋰離子電池，能做多次對(duì)折或折成Miura-ori型（類似地圖折法），由于折疊后變得更小，表面能量密度和電容可增加14倍。這種折疊紙基電池柔韌靈活，成本低，可輥軸制造，有望進(jìn)一步開發(fā)為多用途的高性能電池。相關(guān)論文發(fā)表在最近出版的《納米快報(bào)》上。

    傳統(tǒng)鋰離子電池是用鋰基粉末作電極，而這種折疊鋰離子電池是用碳納米管（CNT）墨水作電極，用纖薄透氣的Kimwipes紙巾（一種實(shí)驗(yàn)室用薄紙巾）作基底，并涂上一層PVDF（聚偏二氟乙烯）涂層增強(qiáng)CNT墨水和紙基間的粘附力。最后，電池顯示出優(yōu)良的導(dǎo)電性和相對(duì)穩(wěn)定的電容。

    研究人員對(duì)電池進(jìn)行了折疊實(shí)驗(yàn)，先簡(jiǎn)單對(duì)折，然后用更復(fù)雜的Miura-ori折疊型。簡(jiǎn)單對(duì)折一次、兩次和三次后，其表面能量密度和電容分別比未折疊的平面電池提高1.9、4.7和10.6倍；Miura-ori折疊型效率更高：把一張6厘米×7厘米的紙電池折成25層后，整體面積只有1.68平方厘米，而表面能量密度和電容均增加到14倍。

    “我們用‘面’密度來表示每英寸打印面積上能量密度的增加，”論文合著者、該校材料科學(xué)與工程副教授坎迪斯·詹解釋說，“這與重量的能量密度不同。因?yàn)殡姵卦谡郫B和展開時(shí)質(zhì)量不會(huì)變，所以‘面’密度能更清楚地表明我們指的是哪種密度。”

    隨著幾何折疊算法、計(jì)算機(jī)工具和機(jī)器人操作的發(fā)展，更復(fù)雜的折疊型將會(huì)開發(fā)出來大規(guī)模制造，并用于商業(yè)用途。詹說，將折紙概念與紙基能源存儲(chǔ)設(shè)備結(jié)合，會(huì)帶來形狀、幾何設(shè)計(jì)以及功能上的更新，這方面有著無窮的可能性。未來將開發(fā)出電源及其他組件集成為一體的可折疊設(shè)備。

    總編輯圈點(diǎn)

    電池技術(shù)可以稱得上是新能源革命甚至新工業(yè)革命的核心，其中可折疊紙基或塑料基的高能量密度電池是距離日常生活最近的，有了它，電池不光供電會(huì)更加持久，其形狀性能也更靈活，這樣電子設(shè)備將更小巧輕便，可穿戴設(shè)備也更舒適，工業(yè)產(chǎn)品將更人性化。近年來，研究者已陸續(xù)公布了多種可折疊電池的新奇技術(shù)方案，本成果只是眾多開拓性方案之一，并不一定是終極解決方法，但可折疊電池的商用時(shí)代正在到來。