柔性電子技術的迅速發展已經在全世界范圍內引起了廣泛關注，并有可能在未來引發一場巨大的產業革命。與傳統的剛性半導體器件相比，柔性電子器件不論材料還是器件結構都必須做出相應的改變。柔性儲能系統被認為是柔性設備的關鍵部分。然而，就目前最先進的柔性電力系統(柔性鋰離子電池、超級電容器等)而言，其理論能量密度較低，難以滿足目前柔性電子器件的續航要求。

近期，基于2Li++2e−+O2⇌Li2O2反應的鋰氧(Li-O2)電池的理論能量密度高達3500whkg-1，遠遠高于傳統鋰離子電池和超級電容器。因而，鋰氧電池柔性化被認為是一個解決柔性電子器件能源問題的潛在解決方法。

圖1鋰氧電池工作原理

典型的Li-O2電池中，氧作為陰極材料儲存在電池外面，這就要求其封裝時必須留有與外部環境進行氣體交換的通道。Li-O2電池中的負極材料都采用金屬鋰材料。眾所周知，鋰金屬在遇到水分和熱的環境下會發生反應，釋放大量的氣體和熱量，大大新增了電池爆炸的危險性。特別是Li-O2電池體系的半開放特性，使得設計和制造柔性Li-O2電池過程中必須克服許多前所未有的障礙。

近期，吉林大學材料科學與工程學院、汽車材料教育部重點實驗室鄢俊敏教授團隊在《AdvancedMaterials》上發表了題為AWater-/FireproofFlexibleLithium–OxygenBatteryAchievedbySynergyofNovelArchitectureandMultifunctionalSeparator的研究論文。該論文以PI-PVDF復合材料（PIPV）作為電池隔離膜，并創新性的在開發制備中設計了空風道結構的Li-O2電池結構。PIPV作為隔離膜，具有良好的阻水特性、熱穩定性以及良好的離子遷移特性，采用這種隔離膜制備的Li-O2電池結構表現出了良好的防水耐火特性。

圖2柔性鋰氧電池（SFLO）：a）應用于潛水的示意圖；b）結構模型圖；c）PIPV隔離膜的制備過程示意圖

圖2展示的是這種電池的結構細節圖。從SFLO電池的中空結構特性和耐水特性來看，這種電池非常適合作為潛水員的通氣管道，并為設備供應動力。特別要注意的是，正極反應所需氧氣將來自于用于潛水員呼吸用的氣瓶，并不要額外供應氧氣容器，大大降低系統負載。圖1b詳細展示了這種電池結構:(1)最外層由具有熱縮特性管(HST)組成，可以有效地防止濕氣侵蝕，確保在水中也能正常工作;(2)耐熱性GF，有效隔絕外界熱量傳遞，防止電解液燃燒，確保電池使用過程中的安全性;(3)PIPV膜起電解質儲層的保護用途，保證電解質的充分供應;(4)陰極、隔膜、陽極、泡沫鎳螺旋帶的結構具有足夠的彈性;(5)泡沫鎳上的HST涂層對增強泡沫鎳和電池的結構穩定性具有非常重要的用途;(6)HST包覆有許多孔的泡沫鎳供應先進的氧氣擴散通道，使整個陰極完全與氧氣接觸;(7)最為重要的就是，負極上的金屬鋰完全被PIPV包裹住，這樣能夠最大化的提高電池的安全性能。

圖3不同環境下的SFLO電池驅動商用LED屏幕：a,b）空氣中；c,d）水中；e，f）滲透測試過程中的可見光照片和紅外照片。

圖3展示的是在水下電池依然作為商用LED屏幕的電源驅動屏幕。并且在彎曲、折疊等條件下依然能保持良好的工作狀態，這充分說明了這種電池具有良好的耐水穩定性。

此外，電池在明火燒烤的情況下，也能夠保持穩定，沒有發生明顯的泄露和燃燒，這充分說明了這種結構的電池具有非常良好的耐火特性。

圖4a,b,c)模擬SFLO的防火性測試；e)不同彎曲角度下的放電電勢；f)無持續氧氣條件下的放電曲線