最新涌現(xiàn)的壁紙式OLED（有機(jī)發(fā)光二極管）顯示板，將讓硬邦邦的玻璃屏幕說(shuō)再見(jiàn)，并開(kāi)啟柔性顯示技術(shù)新時(shí)代。柔性屏的跨越式發(fā)展，技術(shù)的飛速推進(jìn)，是否能像用戶所期待的：新一代可折疊柔性智能手機(jī)及智能穿戴產(chǎn)品就已經(jīng)全面來(lái)臨了呢？其實(shí)，一項(xiàng)技術(shù)的突破并不能代表整體突破，新產(chǎn)品的上市需經(jīng)歷多方的反復(fù)試驗(yàn)，只有各方面技術(shù)性能趨于成熟，才能達(dá)到量產(chǎn)上市。

　　

　　柔性智能穿戴設(shè)備及柔性智能手機(jī)同屬于電子產(chǎn)品，那么能正常為用戶提供服務(wù)則是最基本的要求。電源作為柔性電子產(chǎn)品的核心部件，電池的選擇直接影響著柔性電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與功能。故而，柔性電池成為了新一代柔性產(chǎn)品最基本也是最核心的需求。

　　

　　下面，就一起走進(jìn)新一代柔性電源的全新世界。
 

　　超薄鋅聚合電池：續(xù)航長(zhǎng)、耐彎曲、可充電

　　

　　美國(guó)加利福尼亞的一家創(chuàng)業(yè)公司正在開(kāi)發(fā)一種柔性可充電電池。此款電池可在常用工業(yè)絲網(wǎng)印刷機(jī)上進(jìn)行廉價(jià)印刷。這個(gè)名為Imprint Energy的公司已在腕戴式設(shè)備上測(cè)試超薄鋅聚合電池，希望能將這種電池應(yīng)用在可佩戴電子產(chǎn)品、智能手機(jī)、醫(yī)療產(chǎn)品、智能標(biāo)簽和環(huán)境傳感器等新型電子產(chǎn)業(yè)。

　　

　　超薄鋅聚合電池在保證人體應(yīng)用安全的同時(shí)，以小尺寸和柔性等特點(diǎn)，替換笨重鋰基電池不可能達(dá)到的設(shè)計(jì)要求。甚至在小格式中，這種電池也能為小功率無(wú)線通信傳感器提供足夠的電流，并將其與其他類型的薄電池區(qū)分開(kāi)。

　　

　　大多數(shù)筆記本電腦和智能手機(jī)使用的電池都包含金屬鋰，由于其高度反應(yīng)性，必須通過(guò)增加尺寸和體積的方法來(lái)進(jìn)行保護(hù)。

　　

　　雖然金屬鋅的穩(wěn)定性更高，但傳統(tǒng)鋅電池中的水基電解質(zhì)導(dǎo)致鋅形成樹(shù)枝晶、分枝狀結(jié)構(gòu)，可從一個(gè)電極發(fā)展到另一個(gè)電極，造成短路。

　　

　　超薄鋅聚合電池基于該公司聯(lián)合創(chuàng)始人克莉絲汀·何（Christine Ho）開(kāi)發(fā)了一種固體聚合物電解質(zhì)，可避免此問(wèn)題，并且還提高了穩(wěn)定性，充電容量更大。

　　

　　該公司的聯(lián)合創(chuàng)始人及總裁布魯克斯·金凱（Brooks Kincaid）表示：這種電池結(jié)合了薄膜鋰電池和印刷電池的最佳特性。使用金屬鋅可為公司提供生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)。由于金屬鋅的環(huán)境穩(wěn)定性，可以為公司省去制作對(duì)氧敏感的鋰電池必需的防護(hù)設(shè)備。

　　

　　“當(dāng)談?wù)摰较拗菩庐a(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面的事情時(shí)，這些天有兩件事最讓我頭疼，一是電池，二是產(chǎn)品展示”新器件集團(tuán)副總裁說(shuō)：“現(xiàn)有電池不到1000彎曲循環(huán)就出現(xiàn)災(zāi)難性故障，而超薄鋅聚合電池卻能保持穩(wěn)定。”

　　

　　最近，該公司開(kāi)始研究由美國(guó)軍方資助的一個(gè)項(xiàng)目，為監(jiān)測(cè)士兵健康狀況的傳感器開(kāi)發(fā)電池。其他潛在應(yīng)用包括為跟蹤食品和包裝的傳感器智能標(biāo)簽供電等。

　　固態(tài)鋰陶瓷電池（LCB）：耐高溫、受死折、抗破壞

　　

　　有別于一般鋰電池使用液態(tài)/膠態(tài)的電解液，LCB采用的是鋰陶瓷(Lithium-Ceramic) 的固態(tài)電解質(zhì)，所以不用再考慮漏液?jiǎn)栴}。即使被死折、撞擊、穿刺、或火燒所破壞，LCB也不會(huì)起火、燃燒、或爆炸。

　　

　　一般來(lái)說(shuō)，所有可充電鋰電池都會(huì)有保護(hù)電路，用以限制電壓并預(yù)防過(guò)充造成電池爆炸及過(guò)放造成電池不可逆的永久壞損。但LCB在沒(méi)有保護(hù)電路的防衛(wèi)下，過(guò)充卻依然安全，并可繼續(xù)工作。

　　

　　來(lái)自臺(tái)灣的輝能科技公司主攻產(chǎn)品是柔性全固態(tài)電池。主要以下3種類型的LCB電池為生產(chǎn)方向：1、采用軟性電路板FPC為基材的LCB，被稱為：軟板鋰陶瓷電池（FLCB），是全球唯一可以持續(xù)自由彎曲的鋰電池芯，厚度僅0.38mm；2、軟包鋰陶瓷電池（PLCB）是采用鋁箔袋包裝的LCB。3、采用鋰金屬為負(fù)極材的LCB，則是：高能量鋰陶瓷電池（ELCB ），體積能量密度高達(dá)810Wh/L，目前尚在研發(fā)階段。

　　

　　作為輝能唯一量產(chǎn)的可彎軟式鋰陶瓷電池將是智慧裝置的下一明星。輝能科技花費(fèi)8年時(shí)間，研發(fā)出固態(tài)鋰陶瓷技術(shù)，搭配動(dòng)態(tài)彎曲技能，已經(jīng)成為全球唯一可彎曲軟式鋰陶瓷電池量產(chǎn)廠商。蘋果曾主動(dòng)洽談合作，因?yàn)檫@種電池不必?fù)?dān)心剪、戳、敲等主動(dòng)性危險(xiǎn)動(dòng)作、導(dǎo)致電池起火燃燒，而且超薄僅僅0.38mm，更可以動(dòng)態(tài)彎曲，下一步輝能科技將打造建立全球第一個(gè)卷對(duì)卷生產(chǎn)模式。
 

　　柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池：柔性、質(zhì)輕、光伏率高

　　

　　近期，中科院化學(xué)所宋延林研究員課題組和南昌大學(xué)陳義旺教授等合作，通過(guò)一種納米組裝-印刷的方式，大幅提高了柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率和力學(xué)穩(wěn)定性，使大尺寸柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池應(yīng)用于可穿戴設(shè)備變得更加可行，也為研發(fā)新一代可穿戴電子設(shè)備提供了新的思路和方法。

　　

　　與傳統(tǒng)電源相比，金屬鈣鈦礦太陽(yáng)能電池具有光電轉(zhuǎn)換效率高、性能穩(wěn)定、具備優(yōu)異的耐彎折性能，是柔性可穿戴器件的重要突破，有望成為可穿戴電子設(shè)備理想的電源。但是，柔性器件的光電轉(zhuǎn)換效率大面積重現(xiàn)性低，彎折力學(xué)穩(wěn)定性差，限制了鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的廣泛應(yīng)用。

　　

　　然而解決易脆鈣鈦礦材料與柔性器件力學(xué)穩(wěn)定性之間的矛盾，成為提高柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池性能的關(guān)鍵。近日，中科院化學(xué)所課題組的研究人員創(chuàng)造性地通過(guò)納米組裝-印刷方式，制備出蜂巢狀的微納米支架，并作為力學(xué)緩沖層和光學(xué)諧振腔，大幅提高了柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率和力學(xué)穩(wěn)定性。

　　

　　目前的主流平面鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，窗口界面層會(huì)消耗相當(dāng)部分的入射光，不利于鈣鈦礦層的光吸收。相比平面型結(jié)構(gòu)，蜂巢狀納米支架的引入，提高了鈣鈦礦層在基底的附著。

　　

　　蜂巢狀納米支架與鈣鈦礦層相互填充，可以充當(dāng)光學(xué)諧振腔，對(duì)器件的光路進(jìn)行調(diào)節(jié)，顯著提高入射光利用率，降低光的反射。研究發(fā)現(xiàn)，該光學(xué)諧振腔可以將光富集有效提高27%。

　　

　　當(dāng)器件處于彎折狀態(tài)時(shí)，蜂巢狀納米支架能有效釋放鈣鈦礦晶界處的應(yīng)力，從而提高鈣鈦礦層的力學(xué)穩(wěn)定性。通過(guò)引入蜂巢狀納米支架，能將一平方厘米的柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)12.32%。

　　

　　同時(shí)，這種納米組裝-印刷的方法，是納米綠色印刷技術(shù)在先進(jìn)制造領(lǐng)域的新突破，對(duì)印刷制造大尺寸高性能柔性可穿戴鈣鈦礦太陽(yáng)能電池具有重要意義。

　　全柔性新時(shí)代已來(lái)：柔性O(shè)LED+柔型電池+柔性芯片+柔性電路

　　

　　從市場(chǎng)的角度而言，其實(shí)每天都有許多的新技術(shù)、新產(chǎn)品被開(kāi)發(fā)，但是最終這些產(chǎn)品和技術(shù)能否量產(chǎn)并在市場(chǎng)上占據(jù)一定份額，還要綜合考慮其成本、批量生產(chǎn)、用戶熱度、資金投入等相關(guān)問(wèn)題。

　　

　　目前，柔性電源產(chǎn)業(yè)發(fā)展旺盛，前景喜人。但離最終量產(chǎn)并且占據(jù)市場(chǎng)份額還要經(jīng)歷很多的坎坷。單從技術(shù)角度出發(fā)，柔性電池領(lǐng)域一定要配合相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，相互協(xié)調(diào)，加強(qiáng)溝通，互相關(guān)聯(lián)才能真正的將產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)。

　　

　　如今，可彎曲的OLED 屏幕取得里程碑式的進(jìn)展，技術(shù)方面將不斷成熟，已被市場(chǎng)認(rèn)可，可彎曲化成為屏幕發(fā)展的必然趨勢(shì)。其次，在可彎曲的玻璃面板領(lǐng)域： 康寧以可彎曲的玻璃蓋板打開(kāi)局面。同時(shí)IBM 已經(jīng)將柔性納米級(jí)電路研制成功。外加柔性電源領(lǐng)域的技術(shù)不斷成熟，性能不斷穩(wěn)定、產(chǎn)品不斷完善，各產(chǎn)業(yè)相互配合，新型柔性電子設(shè)備即將不再是科幻電影中的產(chǎn)物，一個(gè)全柔性產(chǎn)業(yè)鏈即將形成，全柔性新時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。（手機(jī)報(bào)/ 李楠）