柔性可穿戴电子系统在健康监测、非侵入式治疗和电子皮肤等领域展示出巨大的应用前景，成为近年来的研究热点之一。便携式穿戴器件的实际应用要求柔性电子系统中集成具备机械柔软并且可拉伸延展特点的电源模块。构建基于微观褶皱结构的可拉伸电极，利用微观褶皱的可逆屈曲与平复实现电池的宏观拉伸形变，有望助力柔性电子系统与人体实现共形贴合穿戴集成。然而，受到材料力学性质的制约，目前微观褶皱电极在材料选择和拉伸形变范围方面仍存在很多限制。近日，南京大学现代工程与应用科学学院孔德圣教授团队提出了一种构建微观褶皱电极的通用策略，成功制备出结构紧凑并且可大范围拉伸至525%的锌—二氧化锰电池。
将薄膜状电极转印到预拉伸状态下的弹性基底表面，待释放拉伸应变后，薄膜电极受挤压形成微观褶皱结构。金属薄膜集流体具有理想的电导率，但是在外界拉伸/挤压应变下极易断裂破碎，严重限制电极的导电能力以及电池的储能性能。在刚性的金属薄膜集流体和柔软的弹性基体中间引入一层微米厚度的聚氨酯（TPU）弹性承载薄膜。实验结果表明，弹性承载薄膜展示出强化效果，金属薄膜集流体的结构完整性得到大幅度提升，即使在525%拉伸应变下连续拉伸1000次，仍保持出色的结构完整性和导电性。借助这种方法可以有效制备可拉伸Au和Ag集流体，并且有望拓展到制备其他金属薄膜可拉伸电极，具备一定的普适意义。
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