美开发出可突破锂离子电池局限新型锌电池

美国加州初创公司ImprintEnergy公司目前开发了一种新型锌电池，有望让电子设备厂商突破标准锂离子电池的局限。目前，该公司已经开始为试用客户小批量生产这种超薄、高能、柔性、廉价的可充电电池。这种电池使用的原材料不是锂，而是锌，同时生产过程中还使用了丝网印刷技术。ImprintEnergyCEO德文·麦肯齐(DevinMacKenzie)称，标准锂离子电池很难做到又薄又有柔性，而且由于锂化学性质非常活泼，因而要很多包装来保证锂离子电池的安全。这种架构也使得锂离子电子注定只能做得坚硬而硕大。即便是MacbookAir最薄的笔记本电脑或者iPad这样的平板电脑，其设计也受到电池大小和重量的限制。耐克FuelBand使用了弧形锂聚合物电池，但假如仔细观察腕带形状，可以发现电池是腕带上唯一无法弯曲的部分。

ImprintEnergy的电池解决了锂离子电池的体积和柔性问题。这种电池的阳极为锌，阴极为金属氧化物，电解质为固态聚合物。阴阳两极分别位于电池两边，锌离子在电解质中从阳极流动到阴极引发化学反应，从而不断出现电能。

麦肯齐称，尽管锌早已用于电池，但锌电池很难做到可充电。这是因为，当锌与液态电解质结合时，会出现一种称为树枝晶的物质，这种细微的纤维会不断生长并阻碍充电反应。ImprintEnergy通过锌与固态聚合物结合而成的电解质解决了这一难题。

由于锌在环境中的活泼性不高，Imprint的这种电池可以做到薄得多，也可以小到仅有几百微米(两根头发的宽带)。这种超微型电池可以用于数字智能标签，例如检查食物新鲜程度的标签。

此外，锌也使得Imprint的电池更加安全，毒性比锂离子电池小。Imprint团队可以露天生产锂离子电池。有关戴在人身上甚至植入体内的设备，锌电池是更安全的选择。

ImprintEnergy的另一大创新是它使用了标准的丝网印刷技术打印电池。大多数电池都是将原材料涂在金属箔片上，然后将它们组装称电池。电池原材料可以按照客户要求打印成任何形状。当然，客户要为定制形状额外付费。

据悉，该实验室目前每天能产出100块电池，尽管规模不大，但足以满足潜在客户的样品需求。未来两三年内，该公司可能会开始批量生产。不过它可能不会自行建厂，而是与制造商合作或供应技术授权。

此外，尽管ImprintEnergy才刚起步，但它的最终目标便是穿戴式设备市场，其中既包括消费市场(例如耐克FuelBand和Fitbit)，也包括医疗健康市场(例如植入式监测设备)。这种新型电池将令穿戴式设备行业受益匪浅。鉴于穿戴式电子设备还是新兴行业，未来几年才可能成为主流，突破性的设计可能会彻底改变该行业。