科学家研发新型灵活可拉伸电池：能够像蛇鳞一样平稳移动

韩国机械和材料研究所（KIMM）已经开发出一种灵活的可拉伸电池，这种电池能够像蛇一样弯曲和伸展。这种新电池有广泛的用途，例如在储能技术和灾难情况下，应用于各种类型的设备，包括软体机器人和可穿戴设备等等。

KIMM研究团队开发出的这种可拉伸电池结构，其特点是基于蛇鳞的结构。就像《小王子》里吞下大象的大蟒蛇一样，蛇的单个鳞片虽然是刚性的，但可以折叠在一起以保护其免受外部冲击。它们还具有高度的伸展性和灵活的移动能力。

KIMM的研究团队通过模仿蛇的鳞片制造一个机械元结构，开发了具有出色稳定性和性能的高度可拉伸电池。与传统的可穿戴设备不同，这个设备的框架和电池是紧密结合在一起的，这项新技术通过将几个小的、硬的电池连接在一个类似鳞片的结构中，实现了灵活的运动。

为了确保电池的安全，研究小组还通过对鳞片状结构的优化设计，将组成电池材料的变形降到最低。此外，每个电池单元的形状也得到了优化，以实现单位尺寸的高容量。

设计电池单元的形状和连接部件是这项技术成功的关键。类似于蛇鳞的小型六边形电池单元用聚合物和铜材料连接，使用铰链机制来折叠和展开。这种设计也有利于经济上的大规模生产，因为电池可以通过切割和折叠柔性电极来制造，其制造过程受到折纸艺术的启发。

这项新技术可以应用于人类可穿戴软体机器人的储能装置，或者用于康复医疗设备的储能装置，给予老人和病人身体援助。此外，这些电池可以作为软体机器人的电源设备，在灾难期间用于现场救援任务。由于其灵活移动和自由改变形状的能力，配备这些电池的机器人可在灾难情况下进入被障碍物封锁的狭窄空间。

在未来，KIMM研究团队希望开发出能够提高软性储能设备存储能力的技术。该团队还希望开发多功能软体机器人，将人工肌肉与软体机器人驱动技术相结合。

题为“Bioinspired, Shape-Morphing Scale Battery for Untethered Soft Robots”的相关研究论文发表在《软体机器人》上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：

https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/soro.2020.0175