该工作经历构筑微米玻璃球阵列帮助的液态金属柔性密封复合原料，处置了古代封装质地无法同步两全可拉伸和高气密性的障碍，并打算构建了可无线通信的柔性封装体系，完竣了可拉伸锂离子电池、柔性气液相变传热器件、多成效柔性器件的僻静可靠封装，涌现了其在柔性能源、电子新闻及生物医学等领域中的无边应用前景。上海交通大学原料科学与工程学院申清臣、蒋墨迪、王锐桐、宋柯贤和美国北卡罗来纳州立大学化学与生物分子工程系Man Hou Vong为论文合伙第一作者，上海交通大学质料科学与工程学院邓涛教练、尚文副接头员、美国北卡罗来纳州立大学化学与生物分子工程系Michael D. Dickey教师、A123系统研发重心王浚博士为论文共同通讯作者，上海交通大学为论文第一落成单位。

　　该劳动过程构筑微米玻璃球阵列支持的液态金属柔性密封复合质量，统治了古板封装质地无法同步两全可拉伸和高气密性的贫乏，并打算构建了可无线通信的柔性封装形式，完工了可拉伸锂离子电池、柔性气液相变传热器件、多功用柔性器件的平静信得过封装，暴露了其在柔功效源、电子信休及生物医学等规模中的宽广运用前景。上海交通大学原料科学与工程学院申清臣、蒋墨迪、王锐桐、宋柯贤和美国北卡罗来纳州立大学化学与生物分子工程系Man Hou Vong为论文联合第一作者，上海交通大学质地科学与工程学院邓涛教练、尚文副接洽员、美国北卡罗来纳州立大学化学与生物分子工程系Michael D. Dickey教授、A123式样研发重心王浚博士为论文联合通讯作者，上海交通大学为论文第一完工单位。

　　▲图1、液态金属与其他们质地的效用比拟：（A）金属、弹性体、液态金属的可拉伸功能和气密功能对照示妄想；（B）种种封装质量杨氏模量与氧透过系数比较图。赤色数据点为本商议测得的液态金属密封原料的数据。

　　筹议团队使用该液态金属密封复关质量对基于水系电解质的可拉伸锂离子电池进行封装和效力测验（图2A, B）。测验感觉，在自然未拉伸形态下，封装的锂离子电池可逆容量为105.5 mAh/g，经500次充放电循环后，仍可接连72.5%的初始容量，而古代弹性体封装的电池在循环约160次后则统统失效；在20%拉伸应变形态下，液态金属复合原料封装的电池容量仍可赞成在105.0 mAh/g，且在拉伸、阻拦、扭曲等变形形态下，其恒流充放电曲线和相应的容量都几乎联合稳固（图2B）。于是，此类器件行为可拉伸电子器件中的储能组件潜力壮丽（图2C）。

　　▲图2、液态金属密封复合质地应用于可拉伸水系锂离子电池的封装：（A）液态金属封装的可拉伸水系锂离子电池构造示盘算；（B）封装的锂离子电池在一直循环拉伸（20%）、滞碍（60°）和扭曲（90°）形态下的电压曲线（黑色曲线）和放电容量（红点数据）；（C）基于液态金属封装的可拉伸锂离子电池行为储能组件在实际使用中举办供电：由该电池供电的发光二极管阵列做事图（左），由该电池供电的电子手表在电池无拉伸状况下 （中）和拉伸状态下（右）的工作图。

　　其它，商榷团队还觉察液态金属封装复合质量对乙醇等常用有机溶剂也具有优越的密封恶果。团队打算制备了以乙醇为工质的可拉伸气液相变传热器件（图3A），征询下场解释，在拉伸和加热状态下，该封装后的器件的有效导热率可冷静帮助在300 W/(m•K)以上，有望为柔性电子器件热桎梏供给崭新信得过的办理谋划。

　　针对液态金属材料因自己具有电磁屏障效应而会局限封装器件与外界的无线通信的功能这一标题，接洽团队进一步提出了远隔式机合设计，通过在液态金属封装体例中引入电磁波旗号传输窗口，在毗连原有杰出可拉伸成效和高气密功效的要求下，付与了封装形式可无线B），由此更进一步拓展了液态金属复闭质地在多功用电子器件封装范畴的应用。

　　▲图3、液态金属密封复合材料操纵于可拉伸气液相变传热器件及无线通讯功效的告终：（A）液态金属封装的可拉伸气液相变传热器件全部及内部圈套示意图；（B）可无线通讯的液态金属封装格局。在封装体系中引入电磁波暗号传输窗口，完竣了射频识别（RFID）电子标签与RFID阅读器之间的无线通信。

　　这项管事取得了国家自然科学基金委（51973109、51873105）、上海市教委变革项目（2019-01-07-00-02-E00069）、上海交通大学致远基金和上海交通大学留学奖学金的同意。

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