科學(xué)研究成果層出不窮，柔性鋰電池究竟是什么?未來柔性鋰電池是否會(huì)成為電池領(lǐng)域的新興勢(shì)力?
事實(shí)上，鋰電池作為當(dāng)代最重要的儲(chǔ)能系統(tǒng)之一，從問世至今已經(jīng)歷了近半個(gè)世紀(jì)，也于近日問鼎了今年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。從易燃易爆不穩(wěn)定，到應(yīng)用于各種電子器件，傳統(tǒng)鋰電池已走進(jìn)了每個(gè)人的生活。有業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，2019年將成為“柔性顯示元年”，伴隨著當(dāng)下火爆的折疊手機(jī)市場(chǎng)，為柔性顯示屏提供能源的柔性電池也成為了備受關(guān)注的焦點(diǎn)。柔性鋰電池作為柔性電池的一種，也已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)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(guó)科學(xué)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(tǒng)工藝的鋰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(tǒng)中的電極、電解液及各種電池組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’成應(yīng)用所需的任意形狀。”
一直以來，商用鋰電池的安全性是業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)。傳統(tǒng)鋰電池的液態(tài)電解液一旦遭到撞擊可能導(dǎo)致電池短路，而柔性鋰電池則從材料上克服了傳統(tǒng)鋰電池的這一缺點(diǎn)，其電池部件既能夠改變形狀，又不會(huì)像水一樣四處流淌，這使得柔性鋰電池的安全性獲得了較大提升。業(yè)內(nèi)人士指出，鋰電池現(xiàn)已是便攜式電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車和電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的首選儲(chǔ)能工具，而安全性方面的進(jìn)步標(biāo)志著鋰離子電池在電子設(shè)備制造和使用方式上有望實(shí)現(xiàn)重大轉(zhuǎn)變。
早在今年5月，就有市場(chǎng)研究報(bào)告指出，未來數(shù)年內(nèi)，可穿戴設(shè)備預(yù)計(jì)將在醫(yī)療、航空航天、物聯(lián)網(wǎng)傳感或跟蹤等科技領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，到2024年，可穿戴設(shè)備的全球市場(chǎng)收入預(yù)計(jì)將達(dá)到1000億美元，而柔性電池作為可穿戴設(shè)備的能源供應(yīng)部分，市場(chǎng)潛力巨大。
集邦咨詢資深研究經(jīng)理呂理舜告訴記者，就目前市場(chǎng)而言，部分柔性電池產(chǎn)品已進(jìn)入小批量產(chǎn)階段，其應(yīng)用主要集中在可折疊電子顯示屏等薄型化產(chǎn)品等。“但要真正廣泛地應(yīng)用于市場(chǎng)，柔性鋰電池仍需突破能量密度、厚度與彎折角度的技術(shù)短板。若能夠在技術(shù)上有所突破，柔性鋰電池的應(yīng)用將從包括折疊手機(jī)、平板電腦等日常電子消費(fèi)產(chǎn)品，延伸到更加創(chuàng)新的應(yīng)用領(lǐng)域。” 呂理舜說。
盡管柔性鋰電池具有諸多創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，但現(xiàn)有數(shù)據(jù)表明，柔性鋰電池的能量密度遠(yuǎn)不及現(xiàn)已商業(yè)化的電池系統(tǒng)。一位不具名鋰電業(yè)內(nèi)人士指出，若要在傳統(tǒng)鋰電池市場(chǎng)中獲得一席之地，柔性鋰電池作為儲(chǔ)能器件，首要要邁過“能量密度”這一關(guān)。
“如何將電極材料負(fù)載到電極上，如何在彎曲電池的時(shí)候保證電解質(zhì)與電極之間持續(xù)接觸，這些問題都是柔性電池科研領(lǐng)域的重點(diǎn)。”趙井文說。
同時(shí)，趙井文也表示：“柔性鋰電池的技術(shù)進(jìn)步與其應(yīng)用場(chǎng)景相輔相成。目前較小的柔性電池已經(jīng)能夠有效驅(qū)動(dòng)小電子元器件。如果電池的柔性進(jìn)一步得到發(fā)展，柔性電子元器件的發(fā)展也將能夠有更大的創(chuàng)新空間。”
