基于锂离子(Li-ion)化学的可充电电池是可穿戴设备、柔性显示器、甚至透皮贴片等应用中首选的储能电池。然而，在保持其高能量密度的同时提供极大的灵活性一直是一个挑战。为了克服这个问题,至少14位成员的元阳教授领导的研究小组在哥伦比亚大学的工程学院(纽约)建模,设计,建造,并充分评估配置模拟脊柱脊椎动物,而提供85%的棱镜锂离子电池的能量密度等效体积。
他们的设计灵感来自于在做仰卧起坐和其他练习时观察到的脊柱的柔韧性，即使在弯曲时也有良好的机械柔韧性和稳定的输出电压。物理实现可扩展到更长的长度和更大的容量。
Like the biological spine configuration on which it’s based, this battery prototype has a thick, rigid segment that stores energy—the electrodes (analogous to the vertebrae) are wound around a thin, flexible part (the “marrow”) that connects the vertebra-like stacks of electrodes together(见图)。杨指出，“由于整体结构中的活性材料比例高，我们的脊柱电池非常高的能量密度高于我们所知的任何其他报告。”
在可弯曲的脊柱状电池中，椎骨对应厚电极堆，软骨髓对应连接所有电极堆的展开部分(a)。为了制造脊柱状电池，首先将多层电极切割成设计的形状;然后向外延伸的条带缠绕在脊柱上，形成类似脊柱的结构(b)。(资料来源:杨远/哥伦比亚工程公司)
为了构建电池，该团队将传统的阳极/分离器/阴极/隔离叠层切成长条带，具有从“骨干网”以90度向外延伸的多个“分支”。接下来，它们在骨干周围缠绕了每个分支以形成厚堆叠，以存储能量，如脊柱椎骨。电池的能量密度是椎骨状叠层的纵向百分比与装置的整个长度相比的函数，并且理论上可以达到超过90％;原型非常接近85％（242瓦/升）。
在用于弯曲的电池中，除了电气性能外，长期的机械完整性也至关重要。在反复机械循环后，电池被切开以寻找电极材料或结构的任何变化。正极完好，铝箔表面无明显开裂剥落现象，证明了设计的机械稳定性。
研究人员在放电期间也连续弯曲并扭曲电池，但既不弯曲也不扭曲电压曲线。即使在其整个排出循环期间电池连续弯曲和扭曲，电压轮廓也仍然是预期的。
虽然是一篇论文“生物启发，脊柱状，灵活，可充电锂离子电池与高能量密度，发表在2018年1月的《先进材料在付费墙后面，它相关的，非常详细的12页支持材料报告（以及多个视频）不会被阻止。该补充包括电气和机械参数，模型，仿真结果，细胞构造细节，众多的显微照片和数据图，以及许多电气和机械测试的具体细节，包括紧密的静态弯曲和动态疲劳弯曲。
