超薄可彎鋅電池 或改變穿戴式設備

想象一下，耐克fuelband只有食指上戴的戒指那么大，手機像信用卡那樣柔軟纖薄。如果電池能夠做到又薄又能彎曲，而且能量足夠強勁，那么這些設備就能做成你想象的那樣。事實表明，電池是現代電子產品設計的主要障礙。
加州初創企業imprint energy致力于突破這一障礙。該公司開發了一種新型鋅電池，有望讓電子設備廠商突破標準鋰電池的局限。
該公司采用的技術來自加州大學伯克利分校的研究成果。目前，該公司已經開始為試用客戶小批量生產這種超薄、高能、柔性、廉價的可充電電池。這種電池使用的原材料不是鋰，而是鋅，同時生產過程中還使用了絲網印刷技術。
imprint energy ceo德文•麥肯齊(devin mackenzie )稱，標準鋰離子電池很難做到又薄又有柔性，而且由于鋰化學性質非常活潑，因而需要很多包裝來保證鋰離子電池的安全。如果你看過網上鋰離子電池在空氣中乃至水中起火的視頻，就會明白這一點了。
這種架構也使得鋰離子電子注定只能做得堅硬而碩大。即便是macbook air最薄的筆記本電腦或者ipad這樣的平板電腦，其設計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，但如果仔細觀察腕帶形狀，可以發現電池是腕帶上唯一無法彎曲的部分。
鋅電池的優勢
imprint energy的電池解決了鋰電池的體積和柔性問題。該公司由加州大學伯克利分校博士生克里斯汀•何(christine ho)與布魯克斯•金凱德(brooks kincaid)創立，最近剛獲得dow chemical和cia in-q-tel風投公司的種子投資。
這種電池的陽極為鋅，陰極為金屬氧化物，電解質為固態聚合物。陰陽兩極分別位于電池兩邊，鋅離子在電解質中從陽極流動到陰極引發化學反應，從而不斷產生電能。
麥肯齊稱，盡管鋅早已用于電池，但鋅電池很難做到可充電。這是因為，當鋅與液態電解質結合時，會產生一種稱為樹枝晶的物質，這種細微的纖維會不斷生長并阻礙充電反應。imprint energy通過鋅與固態聚合物結合而成的電解質解決了這一難題。
由于鋅在環境中的活潑性不高，imprint的這種電池可以做到薄得多，也可以小到僅有幾百微米(兩根頭發的寬帶)。這種超微型電池可以用于數字智能標簽，例如檢查食物新鮮程度的標簽。
此外，鋅也使得imprint的電池更加安全，毒性比鋰電池小。imprint團隊可以露天生產鋰電池。對于戴在人身上甚至植入體內的設備，鋅電池是更安全的選擇。想象一下，如果人體胸腔內裝入一臺使用鋰電池的心臟設備，而電池將鋰泄露到人體內，這會有多么恐怖。
可打印電池
imprint energy的另一大創新是它使用了標準的絲網印刷技術打印電池。大多數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。
麥肯齊在imprint energy的alamada實驗室現場演示了它們的電池打印機和類似印制t恤圖案那樣的絲網。電池原材料可以按照客戶要求打印成任何形狀。當然，客戶需要為定制形狀額外付費。
該實驗室目前每天能產出100塊電池，盡管規模不大，但足以滿足潛在客戶的樣品需求。未來兩三年內，該公司可能會開始批量生產。不過它可能不會自行建廠，而是與制造商合作或提供技術授權。
瞄準穿戴式設備
盡管imprint energy才剛起步，但它的終極目標便是穿戴式設備市場，其中既包括消費市場(例如耐克fuelband和fitbit)，也包括醫療健康市場(例如植入式監測設備)。這種新型電池將令穿戴式設備行業受益匪淺。鑒于穿戴式電子設備還是新興行業，未來幾年才可能成為主流，突破性的設計可能會徹底改變該行業。


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