鉅大LARGE | 點擊量：826次 | 2020年12月31日
科學家研究出新型電池
科技的進步將我們身上穿戴的眼鏡、手表、項鏈等物品的名字前加上了“智能”二字，就連以前用來打電話發(fā)短信的手機也變成了智能手機。智能設備確實功能更加齊全，不過智能化就更加便利了嗎？別的不清楚，至少在充電這點不是。
現(xiàn)在主流的鋰電池續(xù)航能力也只有幾天，而且穿戴設備一般體積較小，鋰電池的能量密度決定它的體積占比小不了。核電池雖然能量密度大，但是談“核”色變。那如何解決現(xiàn)在的智能穿戴設備的電池問題？鋰電池的下一代是什么？就有科學家提出“可打印柔性電池”的概念。
可打印柔性電池？
現(xiàn)在柔性電池并不是科學家們解決設備供電問題的概念了，加州大學研究人員已經(jīng)將它造出，使用3D打印機生產(chǎn)出了極其微小的鋅電池顆粒。當然也有很多種材料，研究領域碳纖維和石墨烯比較受歡迎，但是目前在電池制造領域鋅電池更符合要求（比如成本并不是特別高）。
那既然是鋰電池的接班人在供電性能上自然要更勝一籌，首先從金屬角度看鋅比鋰更加穩(wěn)定，更不容易發(fā)生化學反應，這就增強了電池反復充電的能力。然后就是電解過程，鋅會呈現(xiàn)出像樹枝一般的形態(tài)，從一個電極蔓延到另外一個電極，這減少了不必要的耗電量，續(xù)航時間更長。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
最后就是柔韌度，并不是其他金屬不能做柔性電池，只是在做電池柔韌度測試時發(fā)現(xiàn)，其他電池在經(jīng)歷1000次左右的彎曲后折斷，而鋅電池還保持保持穩(wěn)定的柔韌度。折斷放在電池上后果可能是材料磨損和電解質(zhì)泄露引發(fā)的安全問題。
最新進展
柔性電池的能量密度能有多高？近日，科學家為柔性設備開發(fā)出了一種實驗性質(zhì)的化學電池，據(jù)說能量密度是當前鋰離子的10倍。這項研究中提到的電池是一種稱為氧化銀鋅的化學電池。
其實考慮到能量密度和安全性能，氧化銀鋅電池一直是研究重點。電池的陰極使用氧化鉛涂層，可以改善電池的電化學穩(wěn)定性和導電性，并降低電池對交流電的抵抗力。但是這項技術為什么沒有被廣泛應用呢？成本方面就不說了，技術方面則是不穩(wěn)定點循環(huán)（電池壽命短）。
那這次研究又有什么突破呢？研究人員這次采用的方法是絲網(wǎng)印刷氧化銀-鋅電池，并且在無菌、真空條件下將印刷出的單元電池裝配在一起，這就解決了電池不穩(wěn)定循環(huán)的問題。經(jīng)過實驗研究人員找到了打印用的“墨水配方”，將電池的集電器、鋅陽極、新陰極和隔板逐層絲網(wǎng)印刷在化學穩(wěn)定的聚合物膜上，該膜的熔點約為200°C。
至于測試，已對印制的電池單元進行了80多個循環(huán)的充電，而顯示出任何明顯的容量損失跡象。盡管反復彎曲和扭曲，單元電池也保持正常的功能。經(jīng)對比，如果這種電池用于智能穿戴設備，可以提供比同等大小的典型鋰離子電池多5至10倍的功率。
