来源：快猛电池 发布日期：2026-06-08 20:34:42

跟着人机交互、医疗诊断、健康监测等范畴的智能可穿戴设备不断发展，智能电子设备正朝着柔性化、微型化和舒适化方向快速演进。可拉伸电池被公认为理想的弹性供能解决方案储能体系本研讨从三个方面剖析了可拉伸储能电池的最新发展趋势：①可拉伸电极与电解质的制备方案，电池可拉伸电池的结构规划，②应变状态下电池的电化学功能与拉伸循环中的稳定性，以及③兼具可拉伸性与密封特性的封装资料。此外，从电池配备可拉伸性与组件可拉伸性两个维度评价了完成电池可拉伸性的不同战略的优缺点。最终，剖析了当前可拉伸电池面对的挑战储能电池并指出了其未来发展方向。

导言

现代技能的进步与生活质量的提高促进了柔性可拉伸电子设备的诞生，例如可折叠智能手机、柔性显示器[1]、可穿戴电子设备[2]以及可移植医疗设备[3]。这些电子设备的开发与使用将人类带入更具科技感与智能化的年代。例如，可穿戴电子设备和可移植医疗设备在人体健康监测与生物医学范畴具有极其重要的价值，有望推动医疗健康范畴的变革。
这些电子设备大多选用电池作为储能装置，其内置电芯需具有与器材相匹配的柔性和拉伸性，以保证器材能习惯所需的形变要求。但是，传统锂离子电池选用刚性资料制备，不具有变形才能，难以满意可拉伸器材的发展需求。因而，柔性可拉伸锂离子电池受到了广泛重视。柔性可拉伸电池是指可以接受弯曲、歪曲等变形的一类电池[4]，但其接受拉伸变形的才能相对较小(<10%)，难以满意某些设备的拉伸功能要求[5]。例如，要完成无铰链折叠手机，其内部电池需能接受50%的拉伸变形[6]；在贴合人体皮肤及关节部位的设备中，电池应能接受超越50%的拉伸变形[7]。因而，为满意柔性可拉伸电子设备对电池变形才能与储能才能的要求，亟需开发兼具延展性、回弹性及杰出电化学功能的可拉伸电池[8]。
可拉伸电池被广泛认为是理想的可拉伸储能体系。在曩昔几年中，可拉伸电池作为先进电源受到了广泛重视[9]。新一代皮肤可穿戴设备需求易于在体表或体内集成的可拉伸电池。它经过氧化还原反应将化学能转化为电能，具有能量密度高、工作电压高、长时间稳定性好等优势。其拉伸才能是完成完全可拉伸穿戴设备的关键。目前，可拉伸电池已用于为各类设备供电，例如便携式电子产品与个人电子设备[10]。关于可穿戴设备而言，其安全性至关重要，因而展开可拉伸电池研讨仍具有挑战性。这归因于可拉伸电池制作工艺的复杂性以及各组件可选资料的局限性。
刘等人[141]综述了柔性和可拉伸锂离子电池及超级电容器研发范畴的最新进展与成熟战略。作者体系探讨了开发具有定制特性的新资料与结构所面对的挑战，以及规划可广泛使用的简易化大规模生产办法存在的难点。此外，该研讨还深入探讨了资料科学与工程这一新式范畴的发展前景与机遇。王等人[142]将可变形锂离子电池分为多种类型，包含可拉伸锂离子电池、自修正锂离子电池、形状回忆锂离子电池以及可生物降解锂离子电池等。Mackanic等人[143]体系剖析了将传统刚性电化学储能资料转化为可拉伸形状的战略，具体包含应变工程战略、刚性岛状结构战略、纤维状结构战略以及本征可拉伸性战略，并对最具前景的可拉伸电化学储能战略进行了并行比较。Lu等人[144]提出了一种电极内部通道结构规划战略，经过集成聚合物凝胶电解质构成严密稳定的界面，然后制备出高功能可穿戴电池。Wang等人[145]根据本征超拉伸聚合物电解质作为锂离子导体，研制出应变才能高达1200%的超拉伸锂离子电池（LIB）。选用了一种有效的二嵌段共聚战略，经过光固化含乙烯基官能团的2-脲基-4-嘧啶酮（VFUpy）——一种包含丁二腈和锂盐的丙烯酸单体，构建了超拉伸导电体系。该办法完成了高离子电导率和大幅形变特性。本研讨为高功能本征超拉伸资料的规划与开发供给了新思路，推动了可接受大形变的超弹性储能器材发展，这些器材能为柔性/可穿戴电子设备供电。Xu等人[146]提出了一种立异的"多孔"电池规划，在坚持高能量密度和易加工性的一起，兼具透气性与可拉伸性。该电池在物理应力下表现出卓越的耐久功能，包含10%对角线拉伸（容量坚持率>90%）和180°折叠（容量坚持率>95%），且在应力开释后可快速康复至初始状态，标志着电子纺织品范畴的重大突破。Mutawara等人[147]经过3D打印技能将水凝胶集成至柔性微型超级电容器，并阐明晰水凝胶的固有电荷传输机制。本研讨探讨了开发具有增强物理化学功能水凝胶的办法学，包含提高机械强度、柔韧性和电荷传输才能，为新一代储能设备供给了新前景。研讨在制备刺激响应型、自修正及高拉伸性水凝胶方面取得显著进展。此外，经过可定制结构、导电纳米结构、三维结构及多功能特性等典型事例，充分展示了水凝胶的多功能性。三维打印技能在水凝胶规划中的立异使用有望制备出在储能范畴具有巨大潜力的资料。Wang等[148]开发了一种具有链-液协同效应的聚合物电解质，该电解质由聚（乙二醇甲基醚丙烯酸酯）（PEGMEA）-离子液体/锂盐复合资料构成。其共同的相别离结构以及碳富含氧的聚合物与咪唑阳离子协同促进了锂离子的快速传输，一起增强了资料的机械柔韧性。研讨团队进一步将银纳米线/电极资料转移至聚二甲基硅氧烷（PDMS）基底上，构建出本征可拉伸电极。最终经过原位聚合-转移集成战略，成功制备出具有优异循环功能和倍率功能的本征可拉伸锂离子电池。该研讨成果为开发可拉伸储能器材供给了新途径。Shen等[149]展示了兼具金属特性与流体特性的液态金属作为可拉伸气密密封资料的使用。这些柔性密封件被使用于可拉伸电池及触及水与有机液体等挥发性流体的可拉伸热传导体系中。在500次循环后，电池仍坚持约72.5%的容量坚持率，而密封热传导体系在拉伸与加热条件下导热系数提高了约309 W/m·K。经过集成信号传输窗口，咱们进一步验证了此类密封结构完成无线通信的可行性。该研讨为软体器材开发可拉伸气密封装规划方案供给了技能途径。