【前沿】可穿戴的新型柔性电池，科技又逆天了

像创可贴一样可以贴在皮肤上的电池...





这是一个由来自全球各地（美国，中国，和韩国）的科学家组成的国际性团队，最近，这个团队研发出了一种超薄，超柔软，而且有弹性可延展的电源管理系统，它就像一个创可贴一样，可以贴在人的皮肤上，这项成果以论文的形式发表于《美国学院院报》。

现有可穿戴电源设备功率低，柔性差

在可穿戴科技中，能量供应一直是一个极具挑战的项目。现阶段，对于能量的存储和生产，尽管人们已经有了多种选择（锂电池，超级电容器，压电设备，热电设备，光电子器件等），然而，这些现有科技可提供的功率太小（微瓦特），根本无法实现类似传感器，收音机等需要“毫瓦特”级别功率设备的操作。



另外，传统的电源系统都是以硅片为基础，大多以块状形式出现，导致这些设备形状不易灵活改变，柔性也很差，这也是像手机一类的电子设备材质很硬，形状很单一的原因之一。所以，怎样突破传统的禁锢，让新一代的电源系统变得更柔软，可以根据人身体部位的形状贴合于皮肤，是研究者们遇到的最大难题。

太阳能cell和锂离子电池的结合

这套系统由多个基于化合物半导体的太阳能电池和芯片大小、可充电的锂离子电池连接而成。这些太阳能电池和锂离子电池都是毫米级的超薄部件，它们铺瓦式排列在一层超软橡胶层的表面或者内部，它们之间再用喷泉状的电路进行连接，从而将锂离子电池和太阳能电池很好的结合在一起。同时，在这层“关键层”的上下都覆盖了一层刚性更强的橡胶表面。这样制作出来的器件不但柔性很强，而且可伸缩。

用于生命体征监测

研究者们认为，这个设备通过热传感器和NFC可以追踪和记录用户体温，应用于很多场合，包括运动和医疗。其中的一位研究者，John A. Rogers 教授说，他们希望利用这项成果，监测ECG, 温度，血压，呼吸率和血氧度等一系列的生命体征，然后将数据进行无线传输，这样医疗人员也就可以把经历放到紧盯生命体征监视设备之外了。比如，用传感器对患有肌肉或者神经方面疾病（运动神经元疾病和帕金森病）的病人的生命体征进行持续的监测，关键时刻就可以挽救他们的生命。同时，通过对温度的监测，可以预防一些如高热症和冻疮一类的疾病。 除了医疗方面，对于运动和军事方面，这项科技也可能得到应用。

优异的性能和市场前景

研究者们经过测试，这件可穿戴设备本身可伸展多达30%，而且也不会影响到太阳能功能；此外，它不但可以进行无线充电，而且还具有防水性能，实验显示，当它完全被浸润时，还可以保持精确度。在现实应用后，器件的使用期和记忆容量都可以根据需要进行调整。



Roger教授相信，这项科技再经过差不多两年的认证和试验就可推向市场。

图片均来自原论文

编译自：Discovery &原论文（Soft, thin skin-mounted power management systems and their use in wireless thermography）

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