鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1020次 | 2021年09月23日
美開發(fā)出可突破鋰離子電池局限新型鋅電池
美國加州初創(chuàng)公司ImprintEnergy公司目前開發(fā)了一種新型鋅電池,有望讓電子設(shè)備廠商突破標(biāo)準(zhǔn)鋰離子電池的局限。目前,該公司已經(jīng)開始為試用客戶小批量生產(chǎn)這種超薄、高能、柔性、廉價(jià)的可充電電池。這種電池使用的原材料不是鋰,而是鋅,同時(shí)生產(chǎn)過程中還使用了絲網(wǎng)印刷技術(shù)。ImprintEnergyCEO德文·麥肯齊(DevinMacKenzie)稱,標(biāo)準(zhǔn)鋰離子電池很難做到又薄又有柔性,而且由于鋰化學(xué)性質(zhì)非?;顫姡蚨芏喟b來保證鋰離子電池的安全。這種架構(gòu)也使得鋰離子電子注定只能做得堅(jiān)硬而碩大。即便是MacbookAir最薄的筆記本電腦或者iPad這樣的平板電腦,其設(shè)計(jì)也受到電池大小和重量的限制。耐克FuelBand使用了弧形鋰聚合物電池,但假如仔細(xì)觀察腕帶形狀,可以發(fā)現(xiàn)電池是腕帶上唯一無法彎曲的部分。
ImprintEnergy的電池解決了鋰離子電池的體積和柔性問題。這種電池的陽極為鋅,陰極為金屬氧化物,電解質(zhì)為固態(tài)聚合物。陰陽兩極分別位于電池兩邊,鋅離子在電解質(zhì)中從陽極流動(dòng)到陰極引發(fā)化學(xué)反應(yīng),從而不斷出現(xiàn)電能。
麥肯齊稱,盡管鋅早已用于電池,但鋅電池很難做到可充電。這是因?yàn)?,?dāng)鋅與液態(tài)電解質(zhì)結(jié)合時(shí),會(huì)出現(xiàn)一種稱為樹枝晶的物質(zhì),這種細(xì)微的纖維會(huì)不斷生長并阻礙充電反應(yīng)。ImprintEnergy通過鋅與固態(tài)聚合物結(jié)合而成的電解質(zhì)解決了這一難題。
由于鋅在環(huán)境中的活潑性不高,Imprint的這種電池可以做到薄得多,也可以小到僅有幾百微米(兩根頭發(fā)的寬帶)。這種超微型電池可以用于數(shù)字智能標(biāo)簽,例如檢查食物新鮮程度的標(biāo)簽。
此外,鋅也使得Imprint的電池更加安全,毒性比鋰離子電池小。Imprint團(tuán)隊(duì)可以露天生產(chǎn)鋰離子電池。有關(guān)戴在人身上甚至植入體內(nèi)的設(shè)備,鋅電池是更安全的選擇。
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%
ImprintEnergy的另一大創(chuàng)新是它使用了標(biāo)準(zhǔn)的絲網(wǎng)印刷技術(shù)打印電池。大多數(shù)電池都是將原材料涂在金屬箔片上,然后將它們組裝稱電池。電池原材料可以按照客戶要求打印成任何形狀。當(dāng)然,客戶要為定制形狀額外付費(fèi)。
據(jù)悉,該實(shí)驗(yàn)室目前每天能產(chǎn)出100塊電池,盡管規(guī)模不大,但足以滿足潛在客戶的樣品需求。未來兩三年內(nèi),該公司可能會(huì)開始批量生產(chǎn)。不過它可能不會(huì)自行建廠,而是與制造商合作或供應(yīng)技術(shù)授權(quán)。
此外,盡管ImprintEnergy才剛起步,但它的最終目標(biāo)便是穿戴式設(shè)備市場,其中既包括消費(fèi)市場(例如耐克FuelBand和Fitbit),也包括醫(yī)療健康市場(例如植入式監(jiān)測設(shè)備)。這種新型電池將令穿戴式設(shè)備行業(yè)受益匪淺。鑒于穿戴式電子設(shè)備還是新興行業(yè),未來幾年才可能成為主流,突破性的設(shè)計(jì)可能會(huì)徹底改變該行業(yè)。