超薄可彎曲鋅電池 或徹底改變穿戴式設備

　　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(shí)表明，電池是現代電子產(chǎn)品設計的主要障礙。

　　加州初創(chuàng )企業(yè)Imprint Energy致力于突破這一障礙。該公司開(kāi)發(fā)了一種新型鋅電池，有望讓電子設備廠(chǎng)商突破標準鋰電池的局限。

　　該公司采用的技術(shù)來(lái)自加州大學(xué)伯克利分校的研究成果。目前，該公司已經(jīng)開(kāi)始為試用客戶(hù)小批量生產(chǎn)這種超薄、高能、柔性、廉價(jià)的可充電電池。這種電池使用的原材料不是鋰，而是鋅，同時(shí)生產(chǎn)過(guò)程中還使用了絲網(wǎng)印刷技術(shù)。

　　Imprint Energy CEO德文•麥肯齊(Devin MacKenzie )稱(chēng)，標準鋰離子電池很難做到又薄又有柔性，而且由于鋰化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，因而需要很多包裝來(lái)保證鋰離子電池的安全。如果你看過(guò)網(wǎng)上鋰離子電池在空氣中乃至水中起火的視頻，就會(huì )明白這一點(diǎn)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(guān)察腕帶形狀，可以發(fā)現電池是腕帶上唯一無(wú)法彎曲的部分。

　　鋅電池的優(yōu)勢

　　Imprint Energy的電池解決了鋰電池的體積和柔性問(wèn)題。該公司由加州大學(xué)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(chuàng )立，最近剛獲得Dow Chemical和CIA In-Q-Tel風(fēng)投公司的種子投資。

　　這種電池的陽(yáng)極為鋅，陰極為金屬氧化物，電解質(zhì)為固態(tài)聚合物。陰陽(yáng)兩極分別位于電池兩邊，鋅離子在電解質(zhì)中從陽(yáng)極流動(dòng)到陰極引發(fā)化學(xué)反應，從而不斷產(chǎn)生電能。

　　麥肯齊稱(chēng)，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(tài)電解質(zhì)結合時(shí)，會(huì )產(chǎn)生一種稱(chēng)為樹(shù)枝晶的物質(zhì)，這種細微的纖維會(huì )不斷生長(cháng)并阻礙充電反應。Imprint Energy通過(guò)鋅與固態(tài)聚合物結合而成的電解質(zhì)解決了這一難題。

　　由于鋅在環(huán)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(fā)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(chǎn)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(huì )有多么恐怖。

　　可打印電池

　　Imprint Energy的另一大創(chuàng )新是它使用了標準的絲網(wǎng)印刷技術(shù)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(chēng)電池。

　　麥肯齊在Imprint Energy的Alamada實(shí)驗室現場(chǎng)演示了它們的電池打印機和類(lèi)似印制T恤圖案那樣的絲網(wǎng)。電池原材料可以按照客戶(hù)要求打印成任何形狀。當然，客戶(hù)需要為定制形狀額外付費。

　　該實(shí)驗室目前每天能產(chǎn)出100塊電池，盡管規模不大，但足以滿(mǎn)足潛在客戶(hù)的樣品需求。未來(lái)兩三年內，該公司可能會(huì )開(kāi)始批量生產(chǎn)。不過(guò)它可能不會(huì )自行建廠(chǎng)，而是與制造商合作或提供技術(shù)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(chǎng)，其中既包括消費市場(chǎng)(例如耐克FuelBand和Fitbit)，也包括醫療健康市場(chǎng)(例如植入式監測設備)。這種新型電池將令穿戴式設備行業(yè)受益匪淺。鑒于穿戴式電子設備還是新興行業(yè)，未來(lái)幾年才可能成為主流，突破性的設計可能會(huì )徹底改變該行業(yè)。