随着可穿戴电子、柔性传感器、软体机器人以及便携式医疗设备的快速发展，电子器件正逐步从传统刚性平面结构向柔性、曲面贴附以及可变形体系演进。然而，传统电池通常仍以刚性结构为主，在形变能力、系统集成以及能量输出适配方面存在明显限制，使其难以满足柔性电子系统的实际应用需求。因此，如何实现电池在具备柔性形变能力的同时，还能保持稳定供能并实现结构与功能的可调控，已成为柔性电子领域的重要研究方向。

近日，中国科学院理化技术研究所低温科学与技术全国重点实验室液态金属与低温生物医学研究中心桂林研究员与刘静研究员带领的团队在柔性能源器件领域取得新进展。团队基于新型镓基低熔点金属材料、液态金属微流控灌注和等离子体可逆键合工艺，成功制备出一种可弯曲、可集成、可调控输出电压的柔性可重构电池。

研究团队提出了一种基于液态金属微流控灌注的柔性电池制备策略。该方法以 Ga₅₂.₅Sn₃₉.₅Zn₈ 非共晶镓基合金作为阳极材料，以 Bi₆₇In₃₃ 低熔点合金作为阴极材料，并引入碱性水凝胶电解质构建柔性电池单元。与传统 EGaIn 等液态金属在强碱环境中易因氧化层破坏而发生形貌失稳不同，Ga₅₂.₅Sn₃₉.₅Zn₈ 在室温下呈类膏状固态，在加热后又具有良好的流动性，既可用于微通道灌注，又能在电池工作环境中保持较稳定的电极形貌。

在器件制备方面，研究团队结合软光刻、3D打印以及PDMS-PCTE可逆键合技术，实现了液态金属电极在柔性微通道中的高效构筑与集成。更重要的是，该研究不只是制备了一块“能弯曲的电池”，而是提出了一种可重构柔性电池结构。团队通过设计多层微流道和内部连接电路，使电池内部之间的串并联关系能够通过微流体灌注方法进行调节，从而实现输出电压的调控。与传统依赖外部电路进行电压转换的方式不同，该策略通过改变电池内部结构即可实现电压输出调控，避免了额外能量损耗与电路复杂度增加的问题。可穿戴设备、软体机器人以及柔性传感系统往往由多个功能模块构成，不同模块对电压与功率的需求存在差异，而可重构电池可为不同工作模式提供适配的电能输出，从而提升系统整体集成度与能量利用效率，这一“可重构”特性对于柔性电子系统具有重要意义。

图1. 液态金属电池应用研究。(a) 可重构电池电压调节方式；（b）电压调节范围；（c）电池等效电路图；（d）液态金属开关及电池可穿戴设备。

此外，研究团队还展示了该液态金属微流控器件在可穿戴与柔性电子系统中的应用潜力。例如，通过构建EGaIn–NaOH微流控开关实现LED的通断控制，并将柔性电池集成于腕带结构中，为带有时钟和温度传感功能的 LCD 模块提供稳定供电，验证了其在可穿戴电子系统中的实际应用能力。

图2.相关报道网站截图。

值得关注的是，该研究成果发表后受到Design Development Today、Engineering Designer、New Electronics、EurekAlert!(美国科学促进会AAAS)等海外平台关注和报道。相关报道均围绕“可弯曲、可调节电压、可重构柔性电池”展开，认为该技术为未来可穿戴设备、传感器和软体机器人提供了一种潜在的新型柔性电源方案。此外，SAE Media Group旗下Tech Briefs以及法国Industrie & Technologies杂志亦对该成果进行相关报道，进一步体现了该研究在柔性能源与可穿戴电子领域的国际影响力。

相关研究以 Fabrication of flexible reconfigurable battery based on liquid metal为题发表在International Journal of Extreme Manufacturing上。理化所博士研究生金渤淏为论文第一作者，桂林研究员和叶子项目副研究员为论文通讯作者。研究得到国家电网有限公司总部科技项目及低温科学与技术全国重点实验室课题的支持。

原文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2631-7990/adeccd