摘要：隨著電子技術(shù)高速發(fā)展，智能設(shè)備應(yīng)用場合逐漸多元化，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價值的種類。

近些年，電子產(chǎn)品以彼此追趕的方式爭相進入我們的生活，產(chǎn)品的現(xiàn)代感和便捷化逐漸成為大眾的關(guān)注點，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)運而生，目前電池的種類很多，將電池柔性化正成為大家關(guān)注的焦點。

電池讓生活更具效率感

在電子技術(shù)發(fā)展越來越快的今天，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，近些年由必選消費品向可選消費品的滲透性更是增強。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

電池，通俗地講即是儲存電能的裝置。電池主要由四部分組成：正極、負極、電解質(zhì)和隔膜。將電極置于電解質(zhì)中，通過和電解質(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行互動傳輸，是能量轉(zhuǎn)化的介質(zhì)；隔膜的作用是為防止正負極直接接觸導(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。電池的分類很多， 我們主要從三個維度闡述電池的分類，如下圖所示。

圖1 常見的電池的分類

（根據(jù)公開資料整理） 

可柔性化的電池種類

柔性電池，是指具有力學(xué)柔性，可反復(fù)折疊和卷曲的一類電池。此概念的產(chǎn)生是相對于剛性而言的，目前我們常用的手機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，是在電池封裝的時候進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法滿足柔性的標準。

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、二次電池和超級電容三大方向進行發(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電容。

1、鋅錳電池。正極為二氧化錳、負極為鋅、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、電解液的組成與PH值等控制。鋅錳柔性電池發(fā)展面臨的問題：雖然該種類電池價格便宜，可作為紙質(zhì)電池進行柔性化，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)過特殊處理的二氧化錳、負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)展面臨的問題：一方面是造價很高；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)展主要面臨的問題：電極材料和集流體間的粘連強度制約彎曲次數(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題。

5、鈉離子電池。正極常為層狀材料和聚陰離子材料，負極常為硬碳、錫、銻等合金，常見的石墨不能作為鈉離子電池的負極材料，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)展面臨的問題：鈉離子電池反應(yīng)是一種理想的可逆反應(yīng)，但目前對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、柔性超級電容。超級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。柔性超級電容發(fā)展面臨的問題：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

（根據(jù)公開資料整理）

結(jié)語

盡管電池種類中可柔性化的比重較低，但作為電池的一種發(fā)展趨勢，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，隨著柔性化過程中的難題陸續(xù)被攻克，柔性電池產(chǎn)業(yè)將對電子產(chǎn)品發(fā)展起到巨大的推動作用。