近日，上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院鄧濤教授和尚文副研究員課題組聯(lián)合美國(guó)北卡羅來(lái)納州立大學(xué)邁克爾·迪基(Michael D. Dickey)教授課題組和A123系統(tǒng)研發(fā)中心的王浚博士，在柔性封裝材料與技術(shù)領(lǐng)域取得了重要突破。相關(guān)研究成果近日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

　　通過(guò)將常見(jiàn)液態(tài)金屬鎵銦共晶合金(EGaIn)與彈性體材料復(fù)合，并巧妙地利用微米玻璃球陣列作為支撐體防止該封裝材料在變形過(guò)程中塌陷而引起密封性能的衰減，研究人員開(kāi)發(fā)了一種高氣密性、可拉伸、能集成無(wú)線通訊功能的封裝材料，測(cè)得其氧透過(guò)系數(shù)接近于金屬鋁，比傳統(tǒng)硅膠彈性體材料低8個(gè)數(shù)量級(jí)以上，解決了傳統(tǒng)封裝材料無(wú)法同步兼顧拉伸性和高氣密性的難題。在此基礎(chǔ)上，研究人員還進(jìn)一步設(shè)計(jì)構(gòu)筑了可無(wú)線通信的柔性封裝系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了柔性可拉伸鋰離子電池、柔性氣液相變傳熱器件、多功能柔性電子器件的穩(wěn)定可靠封裝，展示了其在柔性能源、電子信息及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景。

　　聯(lián)合團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用該液態(tài)金屬封裝復(fù)合材料對(duì)基于水系電解質(zhì)的可拉伸鋰離子電池進(jìn)行封裝和性能測(cè)試。測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在自然未拉伸狀態(tài)下，封裝的鋰離子電池可逆容量為105.5毫安時(shí)/克，經(jīng)500次充放電循環(huán)后，仍可保持72.5%的初始容量，而傳統(tǒng)彈性體封裝的電池在循環(huán)約160次后則完全失效;在20%拉伸應(yīng)變狀態(tài)下，該液態(tài)金屬封裝復(fù)合材料封裝的電池容量仍可維持在105.0毫安時(shí)/克，且在拉伸、彎曲、扭曲等變形狀態(tài)下，其恒流充放電曲線和相應(yīng)的容量都幾乎保持不變。

　　此外，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)液態(tài)金屬封裝復(fù)合材料對(duì)乙醇等常用有機(jī)溶劑也具有優(yōu)異的密封效果。聯(lián)合團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)制備了以乙醇為工質(zhì)的可拉伸氣液相變傳熱器件，研究結(jié)果表明，在拉伸和加熱狀態(tài)下，該液態(tài)金屬封裝復(fù)合材料封裝后的器件有效導(dǎo)熱率可穩(wěn)定維持在300瓦/米·度以上，有望為柔性電子器件熱管理提供全新可靠的解決方案。

　　來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)