随着柔性器件的发展，需要设计出具有出色柔性性、耐用性、安全性等特点的高性能电源，以保证其在保持其电化学功能的同时，能够随器件发生变形。

近日，哈工大尹鸽平教授，娄帅锋受DNA螺旋结构的启发，利用改进的传统电池生产链，成功地设计并制造了一种具有螺旋形变（SD）能力的柔性锂离子电池（FLIB）。

文章要点

1）传统的负极/隔膜/正极/隔膜层叠结构被切割成若干条间隔一定宽度的条带。多个分支自然以倾斜的方向延伸，类似于排列在外部的DNA双链，形成电池的基本骨架来储存能量。然后，每条带围绕心轴螺旋形成FLIB，其中心轴的功能与DNA链上的碱基对相同，为整个系统提供稳定性。条带之间的距离相当于DNA双链之间的凹槽，为变形产生的应变提供了缓冲。凹槽的出现使整个电池的厚度周期性变化：多个缠绕条作为厚实的能量堆栈(刚性)用于储能，而凹槽的薄连接件(柔性)承担变形任务。因此，这种周期性厚度变化引入的刚性−柔性组合策略使得受到DNA结构启发的FLIB具有较高的螺旋变形能力和优异的容量保持能力。

2）结果表明，即使经过31000次以上的动态螺旋变形，所设计的FLIBs的容量保持率也高达97.12%。因此，这种生物灵感和程序化制造方法将为FLIB的商业化创造独特的机会，并填补目前在实现电池特定变形方面的空白，以满足未来复杂柔性器件设计的各种要求。

参考文献

Qi Meng, et al, DNA Helix Structure Inspired Flexible Lithium-Ion Batteries with High Spiral Deformability and Long-Lived Cyclic Stability, Nano Lett., 2022

DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c01820

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c01820