柔性鋰電池有望成電池新勢力

日前，瑞士蘇黎世聯邦理工學院材料系教授MarkusNiederberger在學術期刊《先進材料》上解析了一款能夠拉伸、彎曲的柔性鋰電池，預計將在可穿戴式電子設備上具有使用前景。學術期刊《化學通訊》上也于近日刊發了美國約翰霍普金斯大學使用物理試驗室的最新研究成果一種基于聚合物體系的柔性鋰離子電池，這種鋰離子電池的能量密度比此前有較大提高，預計能夠用于更加多元化的儲能系統。

科學研究成果層出不窮，柔性鋰離子電池到底有哪些？將來柔性鋰離子電池是不是會成為電池范疇的新興勢力？

事實上，鋰離子電池作為當代最緊要的儲能系統之一，從問世至今已經歷了近半個世紀，也于近日問鼎了今年的諾貝爾化學獎。從易燃易爆不穩定，到使用于各種電子器件，傳統鋰離子電池已走進了每個人的生活。有業內專家認為，2019年將成為柔性顯示元年，伴隨著當下火爆的折疊手機市場，為柔性顯示屏提供能源的柔性電池也成為了備受關注的焦點。柔性鋰離子電池作為柔性電池的一種，也已經從試驗室走到了公眾面前。

到目前為止，柔性尚沒有確切的定義。柔性既可以意味著可彎曲，也可以意味著可拉伸或壓縮。中國科學院青島生物能源與過程研究所副研究員趙井文告訴記者。將傳統工藝的鋰離子電池做成足夠薄的片狀，也能夠讓其具有可彎曲性，而真正的柔性則意味著，電池系統中的電極、電解液及各種電池包成部件均是柔性材料，正如一塊橡皮泥，可折疊、可拉伸，能夠捏成使用所需的任意形狀。

一直以來，商用鋰離子電池的安全性是業內關注的焦點。傳統鋰離子電池的液態電解液一旦遭到撞擊可能導致電池短路，而柔性鋰離子電池則從材料上克服了傳統鋰離子電池的這一缺點，其電池部件既能夠改變形狀，又不會像水一樣四處流淌，這使得柔性鋰離子電池的安全性獲得了較大提升。業內人士指出，鋰離子電池現已是便攜式電子產品、電動車和電網側儲能的首選儲能工具，而安全性方面的進步標志著鋰電池在電子設備制造和使用方式上有望實現重大轉變。

早在今年5月，就有市場研究報告指出，將來數年內，可穿戴設備預計將在醫療、航空航天、物聯網傳感或跟蹤等科技范疇得到廣泛使用，到2024年，可穿戴設備的全球市場收入預計將達到1000億美元，而柔性電池作為可穿戴設備的能源供應部分，市場潛力巨大。

集邦咨詢資深研究經理呂理舜告訴記者，就目前市場而言，部分柔性電池產品已進入小批量產階段，其使用主要聚集在可折疊電子顯示屏等薄型化產品等。但要真正廣泛地使用于市場，柔性鋰離子電池仍需沖破能量密度、厚度與彎折角度的技術短板。若能夠在技術上有所沖破，柔性鋰離子電池的使用將從包括折疊手機、平板電腦等日常電子消費產品，延伸到更加創新的使用范疇。呂理舜說。

盡管柔性鋰離子電池具有諸多創新優點，但現有數據聲明，柔性鋰離子電池的能量密度遠不及現已商業化的電池系統。一位不具名鋰電業內人士指出，若要在傳統鋰離子電池市場中獲得一席之地，柔性鋰離子電池作為儲能器件，首要要邁過能量密度這一關。

要怎么樣將電極材料負載到電極上，要怎么樣在彎曲電池的時候保證電解質與電極之間繼續接觸，這些問題都是柔性電池科研范疇的重點。趙井文說。

同時，趙井文也表示：柔性鋰離子電池的技術進步與其使用場景相輔相成。目前較小的柔性電池已經能夠有效驅動小電子元器件。如果電池的柔性進一步得到發展，柔性電子元器件的發展也將能夠有更大的創新空間。（■本報記者李麗旻）

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