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作為一項創(chuàng)新技術(shù)，具有形狀多變和移動運用特點的可穿戴/可彎曲電子產(chǎn)品給我們的日常生活帶來前所未有的改變，但電池卻成為這些時尚產(chǎn)品走向大眾的絆腳石：固定的幾種形狀和尺寸大大限制了可穿戴/可彎曲電子產(chǎn)品的設(shè)計和功能需求。現(xiàn)在，韓國科學家開發(fā)出一種簡單有效的新方法，為這一挑戰(zhàn)提供了解決方案。

在杯子上打印出心形電池

韓國蔚山國家科學技術(shù)研究所教授李尚陽（音譯）領(lǐng)導他的團隊開發(fā)出一類可打印的固態(tài)電池，他們將其命名為PRISS電池，并將這一最新研究成果發(fā)表在近期《納米通訊》雜志上。

在鋰離子電池的傳統(tǒng)制造方法中，電極和隔膜被堆疊或卷曲在一起，然后再包裹進金屬外殼里，最后填充電解液。由于電解液通常易燃，沒包裹好的話容易泄露，隔膜必須能夠完全阻擋兩個電極的接觸，所以傳統(tǒng)電池很難制造成想要的形狀和大小。

PRISS電池在制作過程中卻完全不需要再填充電解液，也不需要再用有許多微孔的隔膜。據(jù)物理學家組織網(wǎng)報道，新電池的電解質(zhì)和電極分別用不同的果醬狀物質(zhì)替代，更接近固態(tài)。電解質(zhì)和電極可相繼打印在同一個表面上，打印完成后再用紫外線將這些稠狀物質(zhì)烤干即可。由于被打印在兩個電極中間，電解質(zhì)在這里也可“扮演”隔膜的角色，代替完成隔膜的功能。果醬狀電解質(zhì)和電極還可通過模版印刷，這樣新的PRISS電池不管被設(shè)計成什么形狀，哪怕是字母和單詞，都可以被打印出來。

李尚陽展示了他們團隊的幾個打印電池，一個是在杯子上打印的心形電池，另一個在類似于谷歌眼鏡的紙質(zhì)眼鏡上打印的電池，還有在紙上打印的“PRISS”字母狀電池。這些可打印電池能與杯子、紙張等物體無縫整合在一起，給人的感覺就像根本沒有電池一樣。當他們將這些含有電池的表面連上電線后，這些電池能將LED燈點亮。

未來電子產(chǎn)品無需預(yù)留電池空間

李尚陽表示，新電池的所有組件，包括陰極、陽極和電解質(zhì)，都能被打印到任何物體上，即使這個物體形狀非常復(fù)雜。這意味著，PRISS電池可以無縫整合到任何形狀復(fù)雜的物體上。新型可打印電池將在可穿戴電子設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域展示巨大的應(yīng)用前景，未來電子產(chǎn)品將不需要再為電池預(yù)留空間。

新型可打印電池的性能完全可以與現(xiàn)有的可彎曲電池媲美。研究表明，新電池具有持久的良好儲電能力，充放電30次以后還有90%的儲電能力；即使經(jīng)過反復(fù)彎曲，也未檢測到電池內(nèi)有電阻變化。研究人員還將繼續(xù)實驗，進一步提高電池的其他性能，如增加電池能量密度和延長電池壽命。

將PRISS電池與噴墨打印和3D打印強強聯(lián)手，設(shè)計出全新的電子產(chǎn)品，將是新電池的另一個潛在應(yīng)用領(lǐng)域。“引入噴墨打印和3D打印后，那些多維或多界面、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電池將變得唾手可得。”李尚陽表示，目前最緊迫的任務(wù)是，不斷調(diào)整可打印電池的組件成分，讓新電池既能滿足不同打印技術(shù)的要求，又能在打印中不降低電池的電化學性能。他們最近在噴墨和3D打印電池方面取得了一些突破性進展，這些成果最終會讓可充電電池開創(chuàng)前所未有的全新運用。

可彎曲產(chǎn)品將在三五年內(nèi)流行

李尚陽的團隊曾在去年開發(fā)出世界首款可彎曲鋰離子電池。他當時表示，鑒于安全原因，電池還不能真正地彎曲：當電池反復(fù)彎曲或折疊后，電池內(nèi)部會變熱融化，最終燃燒起來引起爆炸。

如今，他們用不易燃燒的電解質(zhì)做替代，開發(fā)出反復(fù)折疊也能正常工作而不會發(fā)熱爆炸的真正可彎曲電池。研究團隊表示，他們正在研發(fā)的可打印電池，可用在谷歌眼鏡上，讓這款時尚眼鏡感覺更酷。現(xiàn)在，這些設(shè)想正在一步步實現(xiàn)，“三年或五年內(nèi)量產(chǎn)”的夢想不再遙不可及。