《ACS Energy Letters》：北大潘锋团队等发表柔性锂电池综述成果

近期，Huawei和Samsung陆续发布了折叠屏手机Mate X和Galaxy Fold，而作为折叠屏手机的下一代产品，全柔性手机的实现很大程度上依赖柔性锂电池的商业化。

日前，新材料学院潘锋团队联合美国哥伦比亚大学杨远团队和陈曦团队，在著名期刊ACS Energy Letters (IF=12.28)上发表了一篇《Designing Flexible Lithium-Ion Batteries by Structural Engineering》综述文章，向我们介绍了学术界柔性锂电池研究的最新动态。柔性锂电池开发作为目前学术界与企业界共同关注的热点，在该成果发布之后，引起了广泛的社会反响。

3月5日，该成果被ACS Energy Letters杂志社评为本月阅读量最高文章(Most read article for the past month)。

成果简介

理想的柔性电池应同时具有较高的柔性、能量密度和功率密度，然而，这几个因素往往在柔性电池中相互掣肘。在该篇综述中，作者基于电池元件和整体器件层面的结构设计做了细致的分析，并综述了柔性锂电池的最新进展，把目前学术界的开发思路归纳为以下四种策略：

学术界四种柔性锂电池开发策略示意图

a）研制多孔结构可变形的电池组件，如多孔集流体、多孔电极、柔性固态电解质等；柔性的多孔结构目前已广泛用于电池组件中，以缓冲当电池装置经受弯曲和扭曲时产生的应变。

b）超薄电池设计，如单对片（或双对片）的正极/隔膜/负极结构；相比于策略a，策略b（超薄电池设计）需要从整体的器件层面进行电池设计。

c）几何拓扑的电池设计，如线形结构、Origami、Kirigami结构等；除了提高电池组件材料本身的柔性，利用几何拓扑原理设计的电池结构，可以降低形变过程中电池内部产生的应力变化。

d）解耦电池的柔性和储能部分，如脊柱状电池、Zigzag电池等；对于上述的柔性电池设计，在复杂变形过程中仍然会发生活性材料和集流体之间的错位、剥离、脱落。 由于接触不良而增加的过电位与电池内阻，将降低全电池的容量保持率和库仑效率，不利于电池的循环性能。 潜在的解决方案是重新设计电池架构，分离能量存储和提供柔性的部分。

该项工作是在潘锋、杨远、陈曦教授指导下，新材料学院博士后钱果裕、美国哥伦比亚大学博士生廖湘标、硕士生朱宇翔合作完成。该项工作得到了美国空军研究实验室、Yonghong Zhang家族基金会、（中国）国家留学基金委、国家科技支撑计划、广东省重点实验室项目的支持。