智能手表的續(xù)航一直是一個(gè)棘手的問(wèn)題。智能手表電池與其他電子元件一起擁擠在手表屏幕后方的狹小空間里，不但占據(jù)了大部分可用空間，其能提供的能量也十分有限。這已經(jīng)成為了智能手表發(fā)展道路上的一個(gè)障礙。
而亞利桑那州立大學(xué)機(jī)械和航空航天工程學(xué)院負(fù)責(zé)可彎曲電池研究的姜漢卿(音譯)教授就想解決這種問(wèn)題。他們發(fā)現(xiàn)，通過(guò)一種可伸展可彎曲的電池，智能手表等電子設(shè)備的待機(jī)時(shí)間也會(huì)變得更長(zhǎng)。
通過(guò)應(yīng)用一種日本手工折紙的折疊技術(shù)，研究者們發(fā)現(xiàn)，他們可以使常規(guī)的鋰離子電池變得可拉伸和可彎曲，從而從容地放進(jìn)表帶，獲得更多的儲(chǔ)能空間。除了提高智能手表的性能，這種方式與標(biāo)準(zhǔn)的制造工藝兼容，可以制造更適合于其他各種各樣的可穿戴電子產(chǎn)品的電池，比如跟蹤健康相關(guān)數(shù)據(jù)的智能手環(huán)等。
目前的智能手表普遍表現(xiàn)出續(xù)航時(shí)間短的現(xiàn)象，Apple watch的續(xù)航時(shí)間只有一天左右，如果頻繁使用應(yīng)用電量只能維持?jǐn)?shù)小時(shí)。電池不“持久”成為許多可穿戴設(shè)備的軟肋，而新科技可以使電池續(xù)航能力翻番。
研究人員使用他們研制的折疊電池給三星智能手表供電，結(jié)果表明，這種電池可內(nèi)置在彈性表帶內(nèi)，可彎曲可伸展完全不影響電池性能。
這么神奇?
在過(guò)去的十年里，研究人員在可伸展電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，目前能夠適應(yīng)各種彎曲或活動(dòng)的表面和外形，比如人的身體表面。然而，大多數(shù)使用的是彈性材料，并且不能與現(xiàn)有的電池生產(chǎn)設(shè)施直接兼容。
將折紙技術(shù)應(yīng)用到電池中的靈感源于一種稱(chēng)為三浦折疊的特殊折疊方式，這種折疊方式與他在納米硅中看到的極為相似，當(dāng)附于彈性橡膠材料表面時(shí)可彎折和拉伸。去年，他和他的同事們展示了基于三浦折疊研發(fā)的可折疊的鋰離子電池。但實(shí)際應(yīng)用中這種設(shè)計(jì)有很大的局限性，因?yàn)殡姵刂挥姓郫B狀態(tài)和展開(kāi)狀態(tài)，并且在折疊狀態(tài)下其表面不平整影響配戴舒適性，他說(shuō)。
為了使電池的外形與更多可穿戴設(shè)備互容，團(tuán)隊(duì)決定采用剪紙技術(shù)，將剪切加入其中。結(jié)果證明，各個(gè)材料層的橫向切割可以使電池達(dá)到隨意伸展和彎曲的狀態(tài)。與之前折紙技術(shù)設(shè)計(jì)不同，剪切處的旋轉(zhuǎn)可以使電池在不影響其厚度的前提下實(shí)現(xiàn)伸展和折疊。
除了展示電池在真正的智能手表內(nèi)的表現(xiàn)外，研究人員還測(cè)試了電池在多圈的擠壓和拉伸狀態(tài)下的性能，結(jié)果表明過(guò)程中的多次纏繞并不會(huì)導(dǎo)致破裂折斷現(xiàn)象。姜說(shuō)團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是將這項(xiàng)技術(shù)商業(yè)化，現(xiàn)在他們正著手改善電池包裝解決安全隱患。他還說(shuō)，剪紙技術(shù)也適用于電池以外的其他類(lèi)型的電子設(shè)備，比如傳感器和超級(jí)電容器。
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