柔性可穿戴電子系統在健康監測、非侵入式治療和電子皮膚等領域展示出巨大的應用前景，成為近年來的研究熱點之一。便攜式穿戴器件的實際應用要求柔性電子系統中集成具備機械柔軟并且可拉伸延展特點的電源模塊。構建基于微觀褶皺結構的可拉伸電極，利用微觀褶皺的可逆屈曲與平復實現電池的宏觀拉伸形變，有望助力柔性電子系統與人體實現共形貼合穿戴集成。然而，受到材料力學性質的制約，目前微觀褶皺電極在材料選擇和拉伸形變范圍方面仍存在很多限制。近日，南京大學現代工程與應用科學學院孔德圣教授團隊提出了一種構建微觀褶皺電極的通用策略，成功制備出結構緊湊并且可大范圍拉伸至525%的鋅—二氧化錳電池。
將薄膜狀電極轉印到預拉伸狀態下的彈性基底表面，待釋放拉伸應變后，薄膜電極受擠壓形成微觀褶皺結構。金屬薄膜集流體具有理想的電導率，但是在外界拉伸/擠壓應變下極易斷裂破碎，嚴重限制電極的導電能力以及電池的儲能性能。在剛性的金屬薄膜集流體和柔軟的彈性基體中間引入一層微米厚度的聚氨酯（TPU）彈性承載薄膜。實驗結果表明，彈性承載薄膜展示出強化效果，金屬薄膜集流體的結構完整性得到大幅度提升，即使在525%拉伸應變下連續拉伸1000次，仍保持出色的結構完整性和導電性。借助這種方法可以有效制備可拉伸Au和Ag集流體，并且有望拓展到制備其他金屬薄膜可拉伸電極，具備一定的普適意義。
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