纸基锂离子电池折叠后单位能量密度增加14倍

据世界科技新闻资讯网站Phys.org报道，美国科学家最近研究发现，通过将纸基锂离子电池进行Miura-ori式折叠，它们的单位面积能量密度和容量将增加14倍之多。

在最近一期《纳米通讯》(Nano Letters)上，美国亚利桑那州立大学科学家钱程(Qian Cheng)及其他研究人员共同发表了一篇论文，介绍了他们在折叠纸基锂离子电池领域的这一最新研究成果。

“折叠式电池对供电板空间有限的设备可能很有帮助。”美国亚利桑那州立大学材料科学与工程学院的助理教授、论文共同作者坎迪斯·陈(Candace Chan)表示。此外，其他研究小组在可折叠纸基电子器件方面的最新研究成果表明，要将动力源和其他组件集成到一个单一、完全可折叠的移动设备中，一个可折叠的电池组是很重要的。

在目前的研究中，科学家使用碳纳米管(CNT )油墨制成的锂离子电池作为集电器，用传统的锂粉作为电极，用薄而多孔的KimwipesTM作为纸基板。研究人员还为它添加了聚偏二氟乙烯( PVDF )涂层，以改善纸基板中CNT油墨的粘附性。最终制作出来的电池具有良好的导电性和相对稳定的能量。

研究人员尝试使用了简单的对半式折叠和更复杂的Miura-ori折叠法。研究人员发现，使用简单的对半式折叠法时，相比平面电池，折叠一次、两次和三次可以使单位面积的能量密度和容量增加1.9 、4.7和10.6倍。而Miura-ori折叠法更有效：将一块6厘米×7厘米的电池折叠成25层，能使单位面积能量密度和容量增加14倍，并使它的总面积下降至1.68平方厘米。

“我们用单位面积能量密度表示能量密度的增加情况，”陈解释道， “这与单位重量能量密度不同，因为电池被折叠和展开时质量不变。”