可“弯”可“直”的锂电池 挽救智能手表

创客

智能手表的续航一直是一个棘手的问题。智能手表电池与其他电子元件一起拥挤在手表屏幕后方的狭小空间里，不但占据了大部分可用空间，其能提供的能量也十分有限。这已经成为了智能手表发展道路上的一个障碍。而亚利桑那州立大学机械和航空航天工程学院负责可弯曲电池研究的姜汉卿（音译）教授就想解决这种问题。他们发现，通过一种可伸展可弯曲的电池，智能手表等电子设备的待机时间也会变得更长。



通过应用一种日本手工折纸的折叠技术，研究者们发现，他们可以使常规的锂离子电池变得可拉伸和可弯曲，从而从容地放进表带，获得更多的储能空间。除了提高智能手表的性能，这种方式与标准的制造工艺兼容，可以制造更适合于其他各种各样的可穿戴电子产品的电池，比如跟踪健康相关数据的智能手环等。

目前的智能手表普遍表现出续航时间短的现象，Apple watch的续航时间只有一天左右，如果频繁使用应用电量只能维持数小时。电池不“持久”成为许多可穿戴设备的软肋，而新科技可以使电池续航能力翻番。

研究人员使用他们研制的折叠电池给三星智能手表供电，结果表明，这种电池可内置在弹性表带内，可弯曲可伸展完全不影响电池性能。

这么神奇？

在过去的十年里，研究人员在可伸展电子产品设计方面已经取得了很大的进步，目前能够适应各种弯曲或活动的表面和外形，比如人的身体表面。然而，大多数使用的是弹性材料，并且不能与现有的电池生产设施直接兼容。

将折纸技术应用到电池中的灵感源于一种称为三浦折叠的特殊折叠方式，这种折叠方式与他在纳米硅中看到的极为相似，当附于弹性橡胶材料表面时可弯折和拉伸。去年，他和他的同事们展示了基于三浦折叠研发的可折叠的锂离子电池。但实际应用中这种设计有很大的局限性，因为电池只有折叠状态和展开状态，并且在折叠状态下其表面不平整影响配戴舒适性，他说。

为了使电池的外形与更多可穿戴设备互容，团队决定采用剪纸技术，将剪切加入其中。结果证明，各个材料层的横向切割可以使电池达到随意伸展和弯曲的状态。与之前折纸技术设计不同，剪切处的旋转可以使电池在不影响其厚度的前提下实现伸展和折叠。

除了展示电池在真正的智能手表内的表现外，研究人员还测试了电池在多圈的挤压和拉伸状态下的性能，结果表明过程中的多次缠绕并不会导致破裂折断现象。姜说团队的目标是将这项技术商业化，现在他们正着手改善电池包装解决安全隐患。他还说，剪纸技术也适用于电池以外的其他类型的电子设备，比如传感器和超级电容器。