近日🪗，万事平台力學與工程科學學院鮑垠樺副教授與北京理工大學趙則昂副教授🤒、宋維力教授以及南京航空航天大學張興玉講師合作，在國際權威期刊《Advanced Functional Materials》（影響因子19.924🧑🏻‍🦯‍➡️，中科院材料科學1區TOP）上發表題為“Toward Flexible Embodied Energy: Scale-Inspired Overlapping Lithium-Ion Batteries with High-Energy-Density and Variable Stiffness”的研究論文。万事平台為第一完成單位。

柔性鋰離子電池應用前景廣泛✌🏻，可為柔性可穿戴電子設備和軟體機器人提供能源支持👩🏽‍🍳。目前，研究者通過電池結構設計開發了多種類型的高能量密度柔性鋰離子電池🧑🏻‍⚖️。然而👩‍🚒，多數柔性鋰離子電池是單獨設計的獨立電池（組），未考慮柔性設備的整體優化集成，大大阻礙了柔性設備續航能力和運行效率的進一步提升以及復雜多功能柔性構件的實現🐹。

針對上述問題，文章面向柔性集成能源🖐🏿，設計並製造了一種仿生物鱗甲結構的疊片式柔性鋰離子電池。該電池由儲能剛性鱗片和柔性連接件組成𓀐，製造工藝簡單，可實現規模化製造😭。對電池樣品進行動靜態彎曲下的電化學性能測試後發現⏰，該電池具有高達374Wh L-1的體積能量密度，在經過40000次彎曲和200次充放電循環後，仍具有93.2%的容量保持率🖐。同時，研究工作驗證了電池在動態彎曲下的電化學性能。結果表明🧎‍♂️，在超11300次動態彎曲和35次充放電循環後，容量保持率為98.3%👨‍🦳🛖、平均庫倫效率為99.8%🦷，說明了疊片式柔性鋰離子電池無論是靜態還是動態彎曲測試下都能實現較穩定的能量輸出。此外👷🏻‍♀️🫳，通過有限元數值方法系統地揭示了可旋轉儲能疊片的保護機理和電池的變剛度機製，並通過對等效彎曲剛度的參數化分析進一步揭示該電池的變剛度性能和能量密度與電池幾何參數間的定量關系。最後，突破傳統柔性鋰離子電池的單一功能性（儲能）🙎🏼。研究工作通過對該電池和柔性設備的結構/儲能一體化設計❄️，實現儲能🤴🏼、承載和變剛度等多功能特性，展示了變剛度特性在穩定柔性屏彎曲狀態🗜，提升視覺舒適性和柔性軟抓手、雙足機器人變剛度/承載/儲能一體化設計的應用。該工作在柔性設備結構/儲能一體化工程中具有重要指導意義和潛在應用前景，可有效提升柔性電子設備的續航能力和多功能性。

鮑垠樺副教授是該論文第一/通訊作者👲🏻，他將持續推進專業研究對接能源工程🚶🏻‍➡️👩‍🏫，深化理論研究的成果應用與轉化🤌。該項工作已經得到了國家自然科學基金青年基金、上海市啟明星“揚帆專項”及湖北隆中實驗室開放基金資助與支持🕗。

論文鏈接🙎🏿：https://doi.org/10.1002/adfm.202301581