摘要：隨著電子技術(shù)高速發(fā)展，智能設(shè)備應(yīng)用場(chǎng)合逐漸多元化，電池作為核心部件，正在成為智能設(shè)備發(fā)展的制約因素，近些年更是將智能設(shè)備向柔性化趨勢(shì)發(fā)展，本文將從電池行業(yè)本身出發(fā)闡述電池中可具柔性?xún)r(jià)值的種類(lèi)。

近些年，電子產(chǎn)品以彼此追趕的方式爭(zhēng)相進(jìn)入我們的生活，產(chǎn)品的現(xiàn)代感和便捷化逐漸成為大眾的關(guān)注點(diǎn)，電池作為電子產(chǎn)品的核心部件，也正努力向更現(xiàn)代化的方向發(fā)展，柔性化的概念便應(yīng)運(yùn)而生，目前電池的種類(lèi)很多，將電池柔性化正成為大家關(guān)注的焦點(diǎn)。

電池讓生活更具效率感

在電子技術(shù)發(fā)展越來(lái)越快的今天，電池以能量供應(yīng)的角色，作為電子產(chǎn)品的基石正快速填充我們的生活，近些年由必選消費(fèi)品向可選消費(fèi)品的滲透性更是增強(qiáng)。電池的發(fā)展，讓我們的生活更具便捷化和效率感。

電池的作用原理和分類(lèi)

電池，通俗地講即是儲(chǔ)存電能的裝置。電池主要由四部分組成：正極、負(fù)極、電解質(zhì)和隔膜。將電極置于電解質(zhì)中，通過(guò)和電解質(zhì)接觸在接觸面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，是能量轉(zhuǎn)化的中心；電解質(zhì)將電極之間的離子進(jìn)行互動(dòng)傳輸，是能量轉(zhuǎn)化的介質(zhì)；隔膜的作用是為防止正負(fù)極直接接觸導(dǎo)致電池短路，是能量轉(zhuǎn)化的保障。此外，正負(fù)極側(cè)通常還需使用集流體（導(dǎo)電性良好）以保證電流的順利流動(dòng)。電池的分類(lèi)很多， 我們主要從三個(gè)維度闡述電池的分類(lèi)，如下圖所示。

圖1 常見(jiàn)的電池的分類(lèi)

（根據(jù)公開(kāi)資料整理） 

可柔性化的電池種類(lèi)

柔性電池，是指具有力學(xué)柔性，可反復(fù)折疊和卷曲的一類(lèi)電池。此概念的產(chǎn)生是相對(duì)于剛性而言的，目前我們常用的手機(jī)中的鋰離子電池就是剛性、不可彎曲的。目前市面上存在弧形電池，是在電池封裝的時(shí)候進(jìn)行彎曲到一定弧度并且定型，這種工藝還是在剛性的范疇，是不可以反復(fù)彎曲的，不僅是從工藝上還是材料上都無(wú)法滿(mǎn)足柔性的標(biāo)準(zhǔn)。

目前柔性電池可發(fā)展方向在電池領(lǐng)域中比重較低，各發(fā)展方向利弊并存。柔性電池主要是從一次電池、二次電池和超級(jí)電容三大方向進(jìn)行發(fā)展，具體包括鋅錳電池、鋰錳電池、銀鋅電池、鋰離子電池、鈉離子電池和柔性超級(jí)電容。

1、鋅錳電池。正極為二氧化錳、負(fù)極為鋅、電解液為氯化銨水溶液、隔膜為由面粉、淀粉或者棉、紙構(gòu)成，電路的電壓主要由二氧化錳的種類(lèi)、電解液的組成與PH值等控制。鋅錳柔性電池發(fā)展面臨的問(wèn)題：雖然該種類(lèi)電池價(jià)格便宜，可作為紙質(zhì)電池進(jìn)行柔性化，但是該電池為一次電池，能量密度有限，不能反復(fù)充電使用。

2、鋰錳電池。正極主要為經(jīng)過(guò)特殊處理的二氧化錳、負(fù)極為具有高比能量的鋰，放電電壓比較平穩(wěn)，適合大功率放電。鋰錳柔性電池發(fā)展面臨的問(wèn)題：鋰錳電池為一次電池，電池中的活性物質(zhì)可逆性差，充電循環(huán)性能差，若進(jìn)行充電使用，容易導(dǎo)致電池內(nèi)部短路。

3、銀鋅電池。正極為銀的氧化物、負(fù)極為金屬鋅、電解液采用氫氧化鉀水溶液，銀鋅蓄電池的比能量較大而且大電流下可放電。銀鋅柔性電池發(fā)展面臨的問(wèn)題：一方面是造價(jià)很高；另一方面是壽命短，電池內(nèi)部易短路（短路原因：鋅枝穿透隔膜或銀微粒使隔板失去絕緣性）。

4、鋰離子電池。正極常為鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元和NCA，負(fù)極常為石墨和鈦酸鋰，以及最新出現(xiàn)的硅碳復(fù)合材料。鋰離子柔性電池發(fā)展主要面臨的問(wèn)題：電極材料和集流體間的粘連強(qiáng)度制約彎曲次數(shù)，極片在反復(fù)彎曲下容易出現(xiàn)裂縫；電池內(nèi)阻會(huì)因彎曲程度的變化而升高；鋁塑膜封裝容易起皺易導(dǎo)致封裝處破損漏液等問(wèn)題。

5、鈉離子電池。正極常為層狀材料和聚陰離子材料，負(fù)極常為硬碳、錫、銻等合金，常見(jiàn)的石墨不能作為鈉離子電池的負(fù)極材料，因鈉的半徑較大，并不能在石墨層中可逆的脫嵌。鈉離子柔性電池發(fā)展面臨的問(wèn)題：鈉離子電池反應(yīng)是一種理想的可逆反應(yīng)，但目前對(duì)于鈉離子電池電極材料的合成方法較單一，改性研究較少。

6、柔性超級(jí)電容。超級(jí)電容主要是由高比表面積的多孔電極材料、集流體、多孔性電池隔膜及電解液組成，多孔電極材料多為碳材料：高比表面積活性碳、碳納米管或石墨烯，隔膜多為纖維構(gòu)成的電子絕緣材料，如聚丙烯膜。柔性超級(jí)電容發(fā)展面臨的問(wèn)題：電解質(zhì)易泄露，隨著循環(huán)充放電次數(shù)增加，內(nèi)阻逐漸變大，且不適應(yīng)于交流電路。

圖2 電池領(lǐng)域中可向柔性電池發(fā)展的種類(lèi)

（根據(jù)公開(kāi)資料整理）

結(jié)語(yǔ)

盡管電池種類(lèi)中可柔性化的比重較低，但作為電池的一種發(fā)展趨勢(shì)，逐漸成為學(xué)術(shù)工作者和企業(yè)研發(fā)人員關(guān)注的焦點(diǎn)，隨著柔性化過(guò)程中的難題陸續(xù)被攻克，柔性電池產(chǎn)業(yè)將對(duì)電子產(chǎn)品發(fā)展起到巨大的推動(dòng)作用。