可伸缩的能量存储设备（SESD）作为下一代独立可穿戴系统的电源是必不可少的，这是因为它们适用于复杂表面并在机械变形下具有功能性。

有鉴于此，新加坡南洋理工大学Pooi See Lee教授和香港城市大学支春义教授等人，简要介绍了可拉伸电极和隔膜在SESDs制造中实现可拉伸性和材料合成的基本力学结构策略。从设计策略和性能优化的角度，总结了具有代表性的可伸缩超级电容器、可伸缩锂基和锌基电池等SESD在机械应变下的电压输出、能量密度和容量保持等方面的研究进展。最后，提出了该领域面临的挑战和未来的发展方向。

本文要点

1）可拉伸性是用于可穿戴应用的能量存储装置的关键和必不可少的特征。介绍了可拉伸性的策略设计，可拉伸性极和隔膜的制备，以及可拉伸性超级电容器、可拉伸性锂离子电池和可拉伸性锌电池的组装。此外，还讨论了SESD在集成系统中的应用。

2）尽管在过去的几年中取得了较大的成就，但要在实际应用中获得可靠的SESD，仍然存在相当大的挑战。首先，需要增加SESDs的能量密度。到目前为止，在制备的SESDs中实现的能量密度是中等的，无法达到常规ESDs的实际电化学性能水平。因此，开发高容量电极材料和具有高离子导电性的新型耐用且生物相容的凝胶/固体电解质是提高SESDs能量密度的有效途径。其次，反复机械变形下的分层是SESDs亟待解决的另一个问题。在可拉伸电极中，电极材料在施加的应力作用下容易从集电体上脱落，特别是当集电体中电极材料的质量载荷较大时，会导致容量快速降低。第三，SESD的封装尚未引起足够的重视。当前大多数的SESD仍然体积太大，尺寸太大。因此，应该更加努力地开发用于SESD的薄的，可拉伸的，耐用的和生物相容的包装材料，以实现实际的可穿戴应用。此外，仍需要解决SESD与其他组件之间的无缝集成，以实现完整和独立的可穿戴系统。

参考文献：

Xuefei Gong et al. Stretchable Energy Storage Devices: From Materials and Structural Design to Device Assembly. Advanced Energy Materials, 2020.

DOI: 10.1002/aenm.202003308

https://doi.org/10.1002/aenm.202003308