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松下展出柔性电池,厚度仅有 0.45 毫米|CES 2017

本文作者:何忞 2017-01-06 15:53
导语:但是今年的 CES 大会上,松下展示了一款新型锂电池,也许可以改变这一切。它使用极薄的银晶圆,可以在弯折或扭曲 1000 次后仍然保持 80% 的蓄电能力。

松下展出柔性电池,厚度仅有 0.45 毫米|CES 2017

大多数无线设备的形状都取决于其电池的形状。因为电池作为比较笨重却又十分重要的组件,在组装时并不能很好地进行调整或者直接舍弃。所以产品开发者在设计一个新设备的时候,总是会被电池的尺寸、形状和灵活性所限制。

但是今年在拉斯维加斯的 CES 大会上,松下展示了一款新型锂电池,也许可以改变这一切。它使用极薄的银晶圆,可以在弯折或扭曲 1000 次后仍然保持 80% 的蓄电能力。松下在 CES 大会上展示了这种新型电池的三个版本,每一个都比信用卡小一点点,并且可以在折叠后放进一个易拉罐里。

这个项目从 2008 年开始运作。但是松下却在今年九月份才对外放出口风。松下可穿戴能源部门的主管助理  Yoriko Yagi 宣布,这款电池目前已经准备进行批量生产,她预计将在量产将会从 2018 年 4 月到 2019 年 3 月间展开。

Yagi 说道:“我们的小型设备数量正在增加,比如一些可穿戴的设备和一些物联网设备,这些产品的设计取决于电池的尺寸。如果我们想要将设备小型化,那么更小的电池是必须的。”

松下这款柔性电池,厚度只有 0.45 毫米,电池容量相对较小。其最大的版本——CG-064065 的最大电池容量为 60 mAh,其最小的版本只有 17.5 mAh。(对比一下,最大的智能手机电池峰值电容量大约为3500mAh)

这意味着这种新型电池的最佳应用场景是可穿戴的卡片式设备和物联网应用设备。松下从今年 10 月开始为潜在用户提供一些样品,但是目前公司还未对这款电池定价。

这款柔性电池今后可以扩展出一些更便携的智能手机等小型设备。Yagi 说:“基本上松下可以完成这些设计,但是我们的目标不在于此。”这让我们想起了一些智能手机上高容量的锂电池爆炸的事情(RIP for 三星 Note 7)。安全问题让松下现在开始关注只需要低电量的可穿戴和物联网设备。

有很多其他公司和研究者们也在研发柔性锂电池,但是 Yagi 指出松下的这款电池具有最佳的性能和目前最好的测试记录。

为了研发这款柔性电池,松下重新思考了电池设计中的基础元素。锂电池是的阳极是氧化锂,阴极是石墨。这两层被液体或胶质的离子电解液所分离。当给电池充电时,锂离子通过电解液而被存储在阴极。当电池提供电量时,离子返回到阳极。大多数时候,锂电池中的每个发生反应的结构都是圆柱形的,阴阳极两层互相包裹。如果将这个结构弯曲或折叠,会导致最外层离最内层越来越远,最终使得正负电极无法关联,电池容量逐渐耗散。

为了得到具有柔性的电池,松下的研究员们决定放弃圆柱形结构的设计,不再让正负两极互相包裹,而是直接将电极堆叠在一个薄薄的矩形晶圆上。然后,将电池用一种特殊的延展性良好的铝制外壳包裹起来。

另一个巨大挑战是如何给电池充电。电池必须可以无线充电,因为松下不希望再在电池轻薄的设计中给充电部分(比如一个 USB 插口)预留空间。不幸的是,市场上大多数无线充电装置的电量对小型设备来讲都太大了,松下的柔性电池只能承受 60 毫安的充电电流。

最后,松下自己设计了无线充电站,在销售中将会与电池捆绑销售。Yagi 说,在应用于相对简单的设备(如健身计步器)时,这款电池一次充电可使用4周时间。Yagi 说,在CG-064065 及其相关设备的量产基础上,松下正在探索更多的可能性:“我们认为这种柔性电池未来还有很多潜能。”

Via spectrum.ieee.org

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