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快速增長的柔性和可穿戴電子產品對柔性儲能設備的發展提出了很高的要求。然而，這些設備在工作環境下容易受到極端、重復的機械變形的影響。

在此，美國伊利諾伊大學芝加哥分校Reza Shahbazian-Yassar等人報道了一種具有形狀記憶功能的智能柔性鋰離子電池的設計和制造，該電池能夠在嚴重的機械變形、彎曲、扭曲、滾動或伸長時恢復其形狀。

這種形狀記憶功能是由形狀可調的固體聚合物電解質（SPE）的集成造成的，形狀記憶SPE是基于半結晶、可交聯的聚環氧乙烷 (PEO) 二甲基丙烯酸酯 (PEODMA) 設計的，該材料通過常規 PEO的一步甲基丙烯酸化及LiTFSI作為Li鹽和添加劑而合成。研究表明，SPE具有高形狀記憶性能、高達96% 的形狀固定率和83% 的形狀恢復率，還表現出高機械拉伸性和高鋰離子電導率。

圖1. 形狀記憶SPE的合成示意圖

因此，該形狀記憶SPE在相對高的電流密度下對Li/Li對稱電池中的Li金屬具有長期穩定性（高達1000次循環）。基于SPE的智能鋰離子電池在0.2 C充電/放電速率下提供≈140 mAh g^-1的特定放電容量，100次循環后容量保持率約為 92%，20 °C時庫侖效率約為99.85%。

此外，作者證明了這種智能電池的形狀可以通過編程來調整自身，以響應特定任務和高級應用的內部/外部熱刺激。在不犧牲形狀記憶強度的情況下提高聚合物電解質的鋰離子電導率和形狀固定/恢復的速度/效率，是進一步提高智能形狀記憶電池電化學和形狀記憶性能的有效策略。

總的來說，這項工作中提出的方法展示了開發形狀可恢復/可調的下一代儲能技術的有前途的設計原則。

圖2. 基于形狀記憶SPEs的智能鋰電池的電化學性能

A Smart Lithium Battery with Shape Memory Function, Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202102666

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伊利諾伊大學Small：一種具有形狀記憶功能的智能鋰電池

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