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。

　　通過將常見液態(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程中塌陷而引起密封性能的衰減，研究人員開發(fā)了一種高氣密性、可拉伸、能集成無線通訊功能的封裝材料，測(cè)得其氧透過系數(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。

　　來源：科技日?qǐng)?bào)