这款可拉伸电池的功率和电压都与同尺寸的传统锂离子电池无异,但它的柔韧特性却使其能够拉伸至原有尺寸的3倍,而不影响自身的功能和运行,并能在之后恢复至原有大小。科研人员展示了这种电池对商用发光二极管的电力供应,即使当其被折叠、延展、扭动和安装在人类臂肘上时,发光二极管也能保持运转。新型电池在需要充电前能够不断工作8小时至9小时,而充电过程也可通过无线进行。可拉伸电子装置能应用在任何地方,甚至在人体内也能使用,却无需通过电源线连接到插座。植入式的电子设备能够监控人类的脑电波和心脏活动等,并能在平直、刚性电池无法工作的区域正常发挥效力。
西北大学着重理论方面,负责设计和建模;伊利诺伊大学香槟分校则负责实验部分和新型电池的制造。设计无线电力供应可谓是研发过程中的一大挑战。现在,科学家通过聪明的“空间填充技术”制成了小型的高性能电池。以往他们通常会在构建可拉伸电路时使用“弹出式”技术,以金属丝作为桥梁将微小的电路元件连接起来形成阵列,当阵列被拉伸时,金属丝就会弹出、展开,使得柔性电路能够自由弯曲、伸缩和扭动。但有限的空间决定了电池组件间无法使用该技术,因此制造可伸缩电池需要另谋他路。为此,科学家利用金属丝互连成较长的波形线,以填充电池组件之间的微小空间。与元件相连的线条呈大“S”形,其间还有众多的小“S”形金属丝,当电池被拉伸时,大“S”会先被拉伸并消失,随后小“S”也会随拉伸消失,而100个并联电极之间的连接也会变得更加紧密。这便是新型电池能伸展至自身尺寸3倍的关键所在。
研究人员称,电池的拉伸过程是可逆的,且支持无线充电。此外,该电池的设计允许可伸缩有感线圈的集成,以实现经由外部电源进行充电,但又无需物理连接。实验证明,可拉伸锂离子电池能反复充电20次左右,基本不会对电池容量造成损害。