【導讀】可反覆彎折的柔性鋰電池,此類電池主要是針對穿戴設備而設計。采用該電池之后,未來穿戴式設備廠商在設計產品時將更加自由,可發(fā)揮的空間更大,不再需要特別設計一個固定區(qū)域來安置電池。
根據(jù)國外媒體報導,日本科技大廠松下(Panasonic)在美國消費電子展上展示了全新開發(fā)的可反覆彎折的柔性鋰電池。松下表示,此類電池主要是針對穿戴設備而設計。采用該電池之后,未來穿戴式設備廠商在設計產品時將更加自由,可發(fā)揮的空間更大,不再需要特別設計一個固定區(qū)域來安置電池。
幾款可彎曲電池的產品參數(shù)
報導指出,松下在會場中展出大小不同尺寸的柔性鋰電池。其中,最大尺寸是 65×40mm,另外還有分別是 55×35mm 以及 39×28.5mm 的產品。3 款電池的厚度僅只有 0.45mm,相比常規(guī)信用卡 0.76mm 的厚度更薄,而且可以彎曲 25 度,或者彎曲至半徑為 25mm 的半圓。
這 3 款電池的重量都控制在 0.7g 至 2g 的重量范圍之內。最大重量 1.9g 的電池型號CG-064065,容量為 60mAh,最小 0.7g 的容量則為 17.5mAh,中等款 1.4g 則為 40mAh 的容量,3 者輸出電壓都是 3.8v,最大達到 4.35v 。雖然說這些電池的容量與手機電池不能比,但是未來如果應用在智能手環(huán)上,容量 70mAh 就足以提供智能手環(huán) 20 天的待機時間。
殘念,2018年后才能量產
松下能夠發(fā)展出如此先進的柔性電池,技術來自于能夠將電池壓縮到超輕薄的體積,而且可以完全被嵌入到信用卡,或卡片式系統(tǒng)當中,而不用擔心因扭曲而被破壞。此外,電池的衰退速度也很正常,因為有松下獨家的疊層技術,在反覆彎折或者扭曲 1,000 次之后,電池的蓄電容量仍可保持 80%。不過,此類電池未來將不會采用 USB 界面充電,而是通過無線充電。
松下可穿戴能源部副主任Yoriko Yagi表示,目前這 3 款柔性可彎曲的電池還處于開發(fā)階段。因為,目前要生產出 25mm 的彎曲角度的電池,這使得產能良率還非常低,這方面的問題仍在克服當中,預計 2018 年4月到2019年3月間才能真正量產。松下還表示,未來電池的成品將運用到多種穿戴式設備上,而且電池的安全性高,能接觸人體,不會因為反覆彎曲而發(fā)生發(fā)熱升溫,或破損而金屬液外漏的情況,適合用在發(fā)熱羽絨衣或電動牙刷上。
Yagi表示,雖然市場上還有其他公司也在開發(fā)可彎曲鋰離子電池,但松下的版本才是經(jīng)過最嚴厲的測驗,性能最高的。那么,松下到底是如何創(chuàng)造出可以被安全彎曲的鋰離子電池呢?
松下是如何把電池掰彎的?
在了解他們的技術之前,我們首先要了解鋰離子電池的基本結構:鋰離子電池是由氧化鋰形成的陽極,石墨形成的陰極,以及兩極中間的電解質(往往是液態(tài)或膠態(tài))組成的。當對電池進行充電時,鋰離子會穿透這層電解質,聚集于陰極里。當電池放電時,鋰離子重新穿透電解質,返回陽極。
在大多數(shù)的鋰離子電池中,每組陽極-電解質-陰極的三明治都是個圓柱體,陰極或陽極會包裹另一方。如果這個圓柱被彎曲或扭曲,外層則會與內層分離,導致容量的損失。
為了可以承受彎曲,松下的研究人員決定拋棄脆弱的圓柱體,直接把兩級壘在一起,如同一個真正的三明治一樣。這個長方體則由一種可彎曲的有機鋁化合物密封在內。目前,該化合物還屬于商業(yè)機密。
在這種情況下,如何對電池進行充電成為了問題。松下不想在其輕薄的電池表面留出一個充電口,所以,該電池必須采用無線充電。而由于該電池的容量最多只能60毫安,市場上絕大多數(shù)的無線充電器的電量都會燒毀它。
最終,松下自己開發(fā)出了一款適用于該電池的無線充電器。Yagi表示,如果該電池只是用來為運動手環(huán)的計步器等功能簡單的設備供電,充滿一次電可以提供大約四周的電量。隨著CG-064065以及其姐妹型號的量產,Yagi很期待它們的未來:“我相信這種電池在未來有著極大的潛力。”