科技的進(jìn)步將我們身上穿戴的眼鏡、手表、項(xiàng)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(jī)也變成了智能手機(jī)。智能設(shè)備確實(shí)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(diǎn)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(shè)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(shè)備的電池問題？鋰電池的下一代是什么？就有科學(xué)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(xué)家們解決設(shè)備供電問題的概念了，加州大學(xué)研究人員已經(jīng)將它造出，使用3D打印機(jī)生產(chǎn)出了極其微小的鋅電池顆粒。當(dāng)然也有很多種材料，研究領(lǐng)域碳纖維和石墨烯比較受歡迎，但是目前在電池制造領(lǐng)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(xué)反應(yīng)，這就增強(qiáng)了電池反復(fù)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。

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(jìn)展

柔性電池的能量密度能有多高？近日，科學(xué)家為柔性設(shè)備開發(fā)出了一種實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的化學(xué)電池，據(jù)說能量密度是當(dāng)前鋰離子的10倍。這項(xiàng)研究中提到的電池是一種稱為氧化銀鋅的化學(xué)電池。

其實(shí)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(diǎn)。電池的陰極使用氧化鉛涂層，可以改善電池的電化學(xué)穩(wěn)定性和導(dǎo)電性，并降低電池對交流電的抵抗力。但是這項(xiàng)技術(shù)為什么沒有被廣泛應(yīng)用呢？成本方面就不說了，技術(shù)方面則是不穩(wěn)定點(diǎn)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(shí)驗(yàn)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(xué)穩(wěn)定的聚合物膜上，該膜的熔點(diǎn)約為200°C。

至于測試，已對印制的電池單元進(jìn)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(fù)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(shè)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。