可拉伸電池的案例
ETH團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)，制造透明可拉伸的水凝膠鋅離子電池
對(duì)于這些應(yīng)用中的一些，將光學(xué)透明性與可拉伸性結(jié)合起來將是有利的。當(dāng)然，所有便攜式電子設(shè)備都需要一個(gè)能量源，該能量源理想地集成為電池形式，因此必須具有相同的物理特性。但是，開發(fā)一種電池，其中所有組件（電極，集電器，隔膜
/電解質(zhì)和包裝）都是透明且可拉伸的，這是非常具有挑戰(zhàn)性的。
最近
，
蘇黎世聯(lián)邦理工（ETH）
Markus Niederberger
教授
團(tuán)隊(duì)
介紹了一種透明可拉伸的全鋅離子電池的開發(fā)，該電池包括兩個(gè)沉積在聚二甲基硅氧烷（PDMS）基板上的電極和聚丙烯酰胺（PAM）水凝膠電解質(zhì)。
所得的可拉伸電池在沒有和有50％
應(yīng)變的情況下在
550nm下分別顯示出72.6％和64.7％的高透射率。在變化高達(dá)50％的應(yīng)變條件下進(jìn)行120次循環(huán)后，電池可提供176.5 mA h g
-1
的容量。
該電池具有多功能性，將能量存儲(chǔ)與可拉伸性和透明性聯(lián)系在一起，使其對(duì)于為未來的透明和可拉伸電子設(shè)備供電具有吸引力。
相關(guān)論文以題為
Design and Fabrication of Transparent and Stretchable Zinc Ion Batteries
發(fā)表在《
ACS Appl. Energy Mater.
》上。
【主圖導(dǎo)讀】
圖
1.
（a）透明和可拉伸電極的制造過程示意圖，（i）在PDMS模具上噴涂Au NW油墨，（ii）用透明膠帶清潔PDMS模具表面并用O
2
等離子體處理 ；（iii）在密閉區(qū)域內(nèi)在PDMS模具上噴涂活性材料，（iv）用透明膠帶和干凈的紙巾清潔PDMS模具表面。（b）用氣刷和熱板噴涂涂層。
展開 香港城市大學(xué)支春義教授：基于聚丙烯酸鈉/纖維素雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)水凝膠的超長拉伸鋅-空氣電池
鋅-空氣電池具有比能量大（鋅空氣電池的比能量是鉛酸蓄電池的4-6倍，比鋰離子電池比能量還大1倍），制造工藝簡單，成本低廉（大批量生產(chǎn)成本約為300-500元/kVAh，比鉛酸蓄電池的低），安全可靠（即使外部遇到明火、短路、穿刺、撞擊等情況，都不會(huì)發(fā)生燃燒、爆炸）等優(yōu)點(diǎn)。被認(rèn)為是下一代理想的動(dòng)力能源。但是鋅-空氣電池在柔性和可穿戴方面的報(bào)道很少，比如可拉伸、可壓縮、彎曲以及自愈合鋅-空氣電池。這主要受鋅-空氣電池電解質(zhì)的限制（鋅-空氣電池一般用6 M KOH作為電解質(zhì)）。本文主要研究可拉伸鋅-空氣電池。
雖然已經(jīng)有很多可拉伸超級(jí)電容器和可拉伸電池的報(bào)道，制備超長拉伸鋅-空氣電池依然是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。這主要是目前報(bào)道的水凝膠本身不具備超長拉伸性能（例如：PVA基電解質(zhì)）或者在強(qiáng)堿條件下（6 M KOH），拉伸性能大幅度下降或者消失（例如：PAA, PAM等電解質(zhì)）。目前報(bào)道的可拉伸鋅-空氣電池，使用PVA基電解質(zhì)，其拉伸長度小于100%。
香港城市大學(xué)支春義教授課題組馬龍濤等合成了聚丙烯酸鈉/纖維素雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)水凝膠。其在6 M KOH 強(qiáng)堿條件下依然具有~1200 % 可拉伸性能。基于耐堿，可拉伸聚丙烯酸鈉/纖維素雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)水凝膠，我們制備了800 %平面結(jié)構(gòu)和500 % 纖維結(jié)構(gòu)鋅空氣電池。
目前報(bào)道的水凝膠要么不具備很好的拉伸性能，要么雖然本身具有很好的拉伸性能，但在強(qiáng)堿條件下其拉伸性能破壞。我們使用的大部分電池，例如：鋅-空氣電池、鎳-鋅電池、鋅-錳電池、鋅-鈷電池等都使用強(qiáng)堿性電解質(zhì)。目前這些電池基本都是在液態(tài)條件下 (6 M KOH) 或者PVA 基電解質(zhì)中工作。由于液態(tài)電解液電池本身不具有可穿戴特性，很難用于可穿戴電子器件。PVA 基電解質(zhì)可以包含的KOH 濃度通常小于 2 M，使得電池的輸出功率較小。
展開 日本科學(xué)家研發(fā)能貼在衣服上的超薄太陽能電池：可拉伸可水洗
日本研發(fā)出能伸縮能水洗的超薄太陽能電池，可貼在衣服上。
由日本理化學(xué)研究所與東京大學(xué)組成的研究團(tuán)隊(duì)近日研發(fā)出可拉伸且可水洗的超薄型太陽能電池，未來有望應(yīng)用于人體可穿戴設(shè)備，貼在人的衣服上。該成果發(fā)表在9月18日的英國《自然·能源》雜志上。
理化所研究員福田憲二郎與東京大學(xué)染谷隆夫教授等人，將高分子彈性體涂抹在極薄有機(jī)光伏膜的兩面，從而制作出太陽能電池。該電池厚度僅為3微米，即使彎曲按壓也能正常運(yùn)作。
以往的超薄太陽能電池的外襯和基地間的氣體阻隔性低，往往無法兼顧穩(wěn)定性、光電轉(zhuǎn)化效率和牢固性。而日本團(tuán)隊(duì)這次研發(fā)的超薄型太陽能電池在水中也能實(shí)現(xiàn)延展性和穩(wěn)定性，效率最高可達(dá)7.9%。
值得注意的是，在浸入水中2小時(shí)后，電池的效率只下降了5.4%。
福田對(duì)日媒表示：“將它貼在襯衫等衣服上，或許能充當(dāng)時(shí)刻測(cè)量血壓和體溫，早期發(fā)現(xiàn)疾病的醫(yī)療器材，以及與衣服一體化的薄型智能手機(jī)等機(jī)器的電源。”
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展開 Aceleron研發(fā)全球首款可再生鋰電池 可維修升級(jí)/替代鉛酸電池
蓋世汽車訊 長久以來，電池一直被認(rèn)為是一次性產(chǎn)品，即在使用壽命結(jié)束后就會(huì)被丟棄的東西，而且目前的電池不僅對(duì)環(huán)境不友好，還不可持續(xù)。
Essential電池（圖片來源：Aceleron）
據(jù)外媒報(bào)道，清潔技術(shù)公司Aceleron研發(fā)了一款完全可再生以及可回收的鋰離子電池Essential，其能夠被維修、被買賣、被升級(jí)，還能夠替代汽車應(yīng)用中的鉛酸電池。此外，該電池的模塊化特性能夠推動(dòng)其得到再利用、再生產(chǎn)，同時(shí)由于具有長壽命，意味著其對(duì)地球也更加友好。
Essential可回收電池
Aceleron 的Essential電池是首款可重復(fù)利用、可維修以及完全可回收鋰離子電池，而且比以前的電池擁有更大的容量，峰值功率可達(dá)200A+。該公司采用自主研發(fā)的壓縮技術(shù)法，讓電池的每個(gè)部分都能維修、替換或升級(jí)，意味著其擁有無限長的壽命。
該專利技術(shù)能夠在幾種不同的電壓下，提供不間斷且可靠的電源，使其成為休閑汽車、輕型電動(dòng)汽車（EV）以及醫(yī)療應(yīng)急車輛等多種車輛的理想選擇。
該款電池的核心就是不采用永久粘合，也沒有大多數(shù)電池中常見的固定成分。相反，其模塊化設(shè)計(jì)使其可輕易被更換，讓電池能夠進(jìn)行升級(jí)和維修，并重新成為更新版產(chǎn)品投入使用，從而延長了電池的壽命、減少浪費(fèi)，讓其對(duì)環(huán)境更加友好。
此外，該電池還能夠輕易得到擴(kuò)展，為該公司的全系列產(chǎn)品提供動(dòng)力。
展開 
PCB | KAIST開發(fā)出可伸縮性基板：可根據(jù)產(chǎn)品形態(tài)縮小尺寸或拉伸
該技術(shù)對(duì)于制作各種可變形具有高耐久性的伸縮性電子裝置將提供極大的幫助。“
另外，此次研究結(jié)果刊登在國際學(xué)術(shù)期刊“Science Advances”上。
伸縮性電子裝置的大摩天輪形狀I(lǐng)sland設(shè)計(jì)與特性評(píng)估
利用大摩天輪形狀I(lǐng)sland的伸縮性顯示和電池Pack，可收集觸覺信息的電子皮膚
- END -
動(dòng)力電池殼用鋁合金高應(yīng)變高速率拉伸行為及斷裂特性研究
服務(wù)介紹
國高材分析測(cè)試中心依據(jù)GB/T 33227-2016標(biāo)準(zhǔn)，配備高速拉伸試驗(yàn)機(jī)和DIC技術(shù)系統(tǒng)，可精準(zhǔn)測(cè)定鋁及鋁合金板帶材在高應(yīng)變速率下的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能，包括抗拉強(qiáng)度、延伸率、彈性模量等關(guān)鍵參數(shù)。試驗(yàn)涵蓋車身覆蓋件、結(jié)構(gòu)件及軌道交通用鋁材，支持電池殼、高鐵型材等特種材料的應(yīng)變速率敏感性分析。通過數(shù)字化分析，中心可提供高精度應(yīng)力-應(yīng)變曲線，為汽車安全仿真、輕量化設(shè)計(jì)等提供可靠數(shù)據(jù)支撐。
清華《AM》：凝膠拉伸法制備的鋰離子電池納米孔無收縮隔膜！
然而，商用聚烯烴隔板不僅在高溫下不可避免地出現(xiàn)熱收縮，而且無法抑制O2等反應(yīng)性氣體中隱藏的化學(xué)串?dāng)_，導(dǎo)致經(jīng)常報(bào)道的熱失控(TR)，從而阻礙了高能量密度鋰離子電池的大規(guī)模實(shí)施。
來自清華大學(xué)和美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室的學(xué)者通過一種新的凝膠拉伸取向方法制備了一種消除TR的納米孔無收縮分離器(GS-PI)。加熱過程中的同步輻射小角X射線原位散射清楚地表明，所制備的薄GS-PI隔膜在高溫下表現(xiàn)出優(yōu)異的機(jī)械公差，從而有效地防止了內(nèi)部短路。同時(shí)，獨(dú)特的納米孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)一步阻止了化學(xué)串?dāng)_和相關(guān)的放熱反應(yīng)。加速量熱測(cè)試表明，使用GS-PI納米孔分離器制備的1Ah LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622)/石墨袋裝電池的最大溫升(dt/dtmax)僅為3.7℃s-1，而用Al2O3@PE大孔分離器制備的1Ah LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622)/石墨袋裝電池的最大溫升(dt/dt max)僅為131.6°C s?1。此外，盡管孔徑減小，但GS-PI隔膜在高溫下表現(xiàn)出比傳統(tǒng)Al2O3@PE隔膜更好的循環(huán)穩(wěn)定性，而不犧牲比容量和倍率性能。
展開 特斯拉公布電池回收細(xì)節(jié) 可回收92%的電池電芯材料
蓋世汽車訊 據(jù)外媒報(bào)道，特斯拉（Tesla）公布了其大規(guī)模電池回收工作的更多細(xì)節(jié)，并聲稱通過其回收過程可以回收約92%的電池電芯材料。
就整個(gè)生命周期的排放而言，電動(dòng)汽車與燃?xì)鈩?dòng)力汽車相比有兩個(gè)主要優(yōu)勢(shì)。一是在車輛的運(yùn)行方面，電動(dòng)車車主有更多的能源選擇來為車輛充電，而不僅僅加油。電動(dòng)車車主可以使用可再生能源為車輛充電，從而可以大大減少車輛排放。二是制造方面，盡管很多反對(duì)電動(dòng)汽車人聲稱，制造電池所需的能源和資源抵消了所有排氣管的優(yōu)勢(shì)。但他們卻忽略了電池回收，這將對(duì)電動(dòng)汽車的完整排放循環(huán)產(chǎn)生重大影響。
（圖片來源：特斯拉）
多年來，特斯拉一直在與第三方回收商合作，從報(bào)廢的電池組重回收材料。同時(shí)也一直致力于開發(fā)自己“獨(dú)特的電池回收系統(tǒng)”。隨著其2020年影響報(bào)告（2020 Impact Report）的發(fā)布，特斯拉公布了有關(guān)其電池回收工作的更多細(xì)節(jié)。
特斯拉證實(shí)，已于去年年底部署了其自有電池電芯回收設(shè)施的第一階段：在2020年第四季度，特斯拉在內(nèi)華達(dá)州超級(jí)工廠成功完成了電池電芯回收設(shè)施的第一階段，用于電池制造廢料和報(bào)廢電池的內(nèi)部處理。盡管多年來特斯拉一直與第三方電池回收商合作，以確保電池不會(huì)被填埋，但特斯拉仍然重視在內(nèi)部建立回收的能力。現(xiàn)場(chǎng)回收可以使特斯拉更接近于關(guān)閉材料生產(chǎn)循環(huán)，從而可以將原材料直接提供至其鎳和鈷供應(yīng)商。該設(shè)施開啟了大規(guī)模電池回收的創(chuàng)新循環(huán)，使特斯拉能夠通過運(yùn)營學(xué)習(xí)快速改進(jìn)當(dāng)前設(shè)計(jì)，并對(duì)研發(fā)產(chǎn)品進(jìn)行工藝測(cè)試。
展開 研究人員開發(fā)出新型可充電電池 儲(chǔ)存電量為當(dāng)前電池的6倍
蓋世汽車訊 據(jù)外媒報(bào)道，由斯坦福大學(xué)（Stanford University）領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國際研究小組開發(fā)出新型可充電電池，其可儲(chǔ)存的電量是當(dāng)前電池的6倍。該研究將加速可充電電池的應(yīng)用，并使電池研究人員不斷實(shí)現(xiàn)該領(lǐng)域的目標(biāo)：打造出一種高性能的可充電電池，可以使手機(jī)每周只需充電一次，使電動(dòng)汽車的續(xù)航里程提高6倍。
該新型電池名為堿金屬氯電池，由斯坦福大學(xué)化學(xué)教授Hongjie Dai和博士生Guanzhou Zhu領(lǐng)導(dǎo)的研究小組基于氯化鈉（Na/Cl2）或氯化鋰（Li/Cl2）到氯的來回化學(xué)轉(zhuǎn)換開發(fā)得出。當(dāng)電子從可充電電池的一側(cè)移動(dòng)到另一側(cè)時(shí)，可充電電池會(huì)將化學(xué)物質(zhì)恢復(fù)到其原始狀態(tài)以等待再次使用。但不可充電電池的電量用完后，其化學(xué)物質(zhì)就無法恢復(fù)。
（圖片來源：斯坦福大學(xué)）
Dai表示：“可充電電池有點(diǎn)像搖椅。它會(huì)朝一個(gè)方向傾斜，但當(dāng)你充電時(shí)又會(huì)變得搖擺不定。而新型可充電電池就像一把高搖椅。”
意外發(fā)現(xiàn)
至今還沒有人研制出高性能可充電鈉-氯或鋰-氯電池，因?yàn)槁鹊姆磻?yīng)性太強(qiáng)，難以高效地轉(zhuǎn)化回氯化物。盡管部分電池可以實(shí)現(xiàn)一定程度的可充電，但性能也很差。
展開 中山大學(xué)吳進(jìn)：高穩(wěn)定/超靈敏/可拉伸/快響應(yīng)/可穿戴水凝膠薄膜溫度傳感器
（c）TFSS傳感器的光學(xué)圖像以30％的應(yīng)變拉伸并放置在智能手機(jī)上。屏幕上清晰可見熊的數(shù)字圖片。（d，e）顯示TFSS的橫截面輪廓的光學(xué)圖像。中間水凝膠層的厚度為12.15μm。（f）TFSS傳感器和塊狀水凝膠的透光率。
圖
2.示意圖，顯示了通過逐層旋涂技術(shù)制造TFSS傳感器的過程。
圖
3.拉伸性，抗干燥性和抗凍性。
（a）TFSS傳感器在0％和50％拉伸應(yīng)變下的照片。（b）在25℃和22％RH下，相對(duì)于時(shí)間的散裝水凝膠，50重量％的LiBr滲透過的散裝水凝膠和TFSS水凝膠的重量損失。（c）三種樣品的重量損失與25°C下相對(duì)時(shí)間的關(guān)系，相對(duì)濕度從22％變?yōu)?％。（d）原始水凝膠和在50 wt％LiBr溶液中滲透2 h的水凝膠的DSC光譜。（e）在-18°C下存放超過24小時(shí)后，原始狀態(tài)（左），150°彎曲（中）和20％應(yīng)變（右）時(shí)TFSS傳感器的照片，顯示了保留的柔韌性和可拉伸
性。
圖
4. TFSS傳感器的熱傳感特性。
（a，c）相對(duì)電容和電阻隨溫度的變化。插圖：TFSS傳感器的示意圖。（b，d）電容和電阻分別隨溫度變化。（e）最先進(jìn)的可拉伸溫度傳感器的功能雷達(dá)圖。
圖
5.電容模式下的熱傳感機(jī)制。
（a）分別圖示了TFSS的橫截面輪廓（左）和溫度傳感器（中）在低溫（高于）和高溫（低于）時(shí)的等效電路圖的示意圖。（b）照片顯示在-18和40°C下分別沒有（左）和清晰（右）水滴從TFSS傳感器中擠出。（c）示意圖說明水凝膠-電極界面處離子的溫度依賴性吸附。
圖
6. TFSS溫度傳感器的可穿戴應(yīng)用。
展開 新型電動(dòng)汽車電池技術(shù)問世！ 可將電池能量密度提高2倍成本降一半
蓋世汽車訊 據(jù)外媒報(bào)道，當(dāng)?shù)貢r(shí)間6月10日，電動(dòng)汽車電池技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者OneD Battery Sciences宣布推出一項(xiàng)可為下一代電動(dòng)汽車電池提供動(dòng)力的突破性技術(shù)——SINANODE。對(duì)于電動(dòng)汽車行業(yè)而言，打造含有更多硅的電池一直是一個(gè)挑戰(zhàn)，而SINANODE無縫集成至現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝中，讓硅納米線與商用石墨粉末融合，將電池陽極的能量密度提高了兩倍，但是將每kWh的成本降低了一半。能量密度更高可以讓電池的續(xù)航更長，而納米線能夠縮短充電時(shí)間，讓OEM設(shè)計(jì)和生產(chǎn)出滿足了人們對(duì)搭載更好電池的電動(dòng)汽車的需求。
OneD Battery Sciences的logo（圖片來源：OneD Battery Sciences）
在過去三年中，美國、歐洲和亞洲的石墨供應(yīng)商、電池制造商和電動(dòng)汽車制造商已經(jīng)對(duì)SINANODE進(jìn)行了測(cè)試，將該技術(shù)應(yīng)用于電動(dòng)汽車電池陽極中的電動(dòng)汽車級(jí)石墨中，發(fā)現(xiàn)了以下好處：
續(xù)航和電池壽命都得到增長——SINANODE成功將硅納米線融合至多個(gè)供應(yīng)商的商用石墨粉末中，將陽極的比容量提高了2倍（容量大于1000 mAh/g，單位重量所能存儲(chǔ)的能量）。然后，該款SINANODE陽極材料與石墨相混合，達(dá)到了較高的初始庫倫效率（大于92%，放電容量與充電容量之百分比），在1000次以上的充放電循環(huán)中的陽極比容量高于目前所有的先進(jìn)量產(chǎn)電池。
成本降低——SINANODE在多個(gè)供應(yīng)商提供的商用生產(chǎn)化學(xué)氣相沉積（CVD）設(shè)備的基礎(chǔ)上研發(fā)而來，只是用了大量的硅烷和氮?dú)猓杀緲O其具有吸引力。
展開 
電池包減重提升動(dòng)力電池能量密度 碳纖維復(fù)合材料可“止痛”
根據(jù)計(jì)劃，財(cái)政補(bǔ)助到2020年將持續(xù)減少，電池能量密度在每千克160瓦時(shí)（Wh/kg）或以上的新能源汽車，可享受新補(bǔ)貼政策的最高補(bǔ)貼。
但是，工信部2019年第2批推薦目錄中，純電動(dòng)乘用車83款，其中電池系統(tǒng)能量密度達(dá)到160Wh/Kg的只有13款。鳳凰環(huán)氧樹脂127https://www.hongyantu.com/goodlist/sz/48285.html
而按照我國政府規(guī)劃，到2020年動(dòng)力電池單體能量密度大于300Wh/Kg，系統(tǒng)能量密度可到260Wh/kg。
“提高電池包質(zhì)量能量密度的需求十分迫切。”中科院電動(dòng)汽車研發(fā)中心（天津）副主任、天津中科先進(jìn)技術(shù)研究院材料事業(yè)部部長曹曉燕博士在由尋材問料?主辦的“2019?第五屆碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)大會(huì)”上表示。
中科院電動(dòng)汽車研發(fā)中心（天津）副主任、天津中科先進(jìn)技術(shù)研究院材料事業(yè)部部長曹曉燕博士
提高輕量化水平可間接提高動(dòng)力電池能量密度。曹曉燕博士認(rèn)為，出于安全性考慮，提高電池系統(tǒng)能量密度的工作重心已經(jīng)由提高電芯能量密度轉(zhuǎn)為整個(gè)系統(tǒng)減重。
數(shù)據(jù)可能體現(xiàn)會(huì)更直觀。曹曉燕博士指出，電池包在整個(gè)電動(dòng)汽車重量的占比達(dá)到29%，因此電池包的減重對(duì)電動(dòng)汽車減重貢獻(xiàn)巨大，需要加大電池包輕量化技術(shù)研究力度。
另外，電動(dòng)汽車安全性問題也是普遍關(guān)注的敏感問題，電池包作為純電動(dòng)汽車的核心部件，電池包的安全性直接影響到整車的安全性。
“電池包輕質(zhì)材料的發(fā)展，經(jīng)歷了從鋼到鋁合金、工程塑料，再到碳纖維及其復(fù)合材料的歷程。”曹曉燕博士表示，碳纖維復(fù)合材料具有密度低、比強(qiáng)度高、比剛度高、耐腐蝕抗老化性好等優(yōu)點(diǎn)，是開發(fā)電池包箱體、解決行業(yè)痛點(diǎn)的關(guān)鍵材料之一。
這從天津中科先進(jìn)技術(shù)研究院針對(duì)電動(dòng)汽車領(lǐng)域關(guān)鍵核心部件，開發(fā)的新型復(fù)合材料電池包外殼實(shí)際案例也能看出。
展開 《AM》 溶液處理可拉伸Ag2S半導(dǎo)體薄膜，用于可穿戴式自供電非易失性存儲(chǔ)器
b）拉伸測(cè)試的示意圖和初始狀態(tài)下Ag
2
S薄膜的典型可見光顯微鏡圖像（對(duì)紅色正方形進(jìn)行了可拉伸性分析）。c）拉伸后的Ag
2
S薄膜的可見光顯微鏡圖像，拉伸應(yīng)變?yōu)?4.1％。
圖3
基于
Ag
2
S的RRAM的電阻切換特性。
a）Al/Ag
2
S/Ag存儲(chǔ)單元的I–V特性。b）LRS處的Al/Ag
2
S/Ag記憶細(xì)胞的C-AFM圖像。c）Al/Ag
2
S/Ag存儲(chǔ)單元的保留時(shí)間和d）耐久周期。e）在4英寸晶圓上制造的基于Ag
2
S的RRAM的照片。f）Ag
2
S層的SEM圖像。g）中標(biāo)記的2、4、6和8。h）在85°C/85％相對(duì)濕度下的加速應(yīng)力測(cè)試。i）基于Ag
2
S的RRAM的熱穩(wěn)定性和j）化學(xué)穩(wěn)定性。
圖4
基于
Ag
2
S薄膜的可拉伸RRAM。
a）基于Ag
2
S的可拉伸RRAM的離子聚焦（FIB）橫截面示意圖。b）顯示皺紋（0％應(yīng)變）和完全拉伸狀態(tài)（52％應(yīng)變）下的可拉伸RRAM的照片。c）在可拉伸RRAM處形成皺紋的3D FEA模擬結(jié)果。d）Ag
2
S薄膜的曲率半徑取決于基材的釋放預(yù)應(yīng)變。e）對(duì)可拉伸RRAM的起皺和拉伸表面進(jìn)行3D表面掃描（1.28 mm×1.28 mm）。f–h）在彎曲半徑為1.9 mm（f）的1000個(gè)彎曲循環(huán)中的離子和Ioff分布，從0％到52％（g）的拉伸應(yīng)變，在30％（h）的
拉伸應(yīng)變中的
1000個(gè)拉伸循環(huán) 。
圖5
可穿戴式，自供電的基于
Ag2S薄膜的RRAM，用于醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。
a）顯示基于Ag
2
S的柔性/可拉伸RRAM系統(tǒng)的示意圖和照片。b）示意圖，顯示面板的相應(yīng)設(shè)備組成。
展開 復(fù)陽固態(tài)儲(chǔ)能科技顏輝：薄膜全固態(tài)電池技術(shù)：輕薄可彎曲的高可靠電子紙電池解決方案
復(fù)陽固態(tài)儲(chǔ)能科技（溧陽）有限公司總經(jīng)理顏輝作為受邀嘉賓出席活動(dòng)并作關(guān)于全固態(tài)二次可充電池技術(shù)的主題分享。隨著全球科技的不斷發(fā)展，電子終端設(shè)備也在快速更新迭代，從第一臺(tái)計(jì)算機(jī)占地170㎡到現(xiàn)在最小的智能塵埃不到0.00001㎡，電子產(chǎn)品已經(jīng)向著小、輕、薄、柔的趨勢(shì)發(fā)展，這也要求電子器件適應(yīng)市場(chǎng)需求朝著集成化、小型化以及低功耗方向不斷創(chuàng)新。
為電子終端設(shè)備提供電能源的儲(chǔ)能器件主要是電池和電容，市場(chǎng)上銷售的電池產(chǎn)品分為一次性電池和充電電池兩種。鋰電池都由正極、負(fù)極、電解質(zhì)組成，其中液態(tài)鋰電池由有機(jī)液體電解質(zhì)組成，容易燃燒爆炸，存在安全隱患。全固態(tài)電池電解質(zhì)由氧化物組成，有著高離子電導(dǎo)率、低電子電導(dǎo)率、寬電位窗以及良好的化學(xué)和機(jī)械穩(wěn)定性，具由極高的安全性。因此用固體電解質(zhì)代替有機(jī)液體電解質(zhì)制備全固態(tài)電池，是解決當(dāng)前鋰離子電池安全問題的根本途徑。
（一次性電池、可充電電池、超級(jí)電容器性能對(duì)比）
復(fù)陽固態(tài)儲(chǔ)能科技（溧陽）有限公司自主研制的亞毫米薄膜型全固態(tài)二次可充電池(簡稱薄膜全固態(tài)電池)是在傳統(tǒng)可充電鋰電池的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型可充電全固態(tài)鋰電池，關(guān)鍵材料主要包括正極、全固態(tài)電解質(zhì)和負(fù)極。
（普通鋰電池和全固態(tài)鋰電池材料對(duì)比）
全固態(tài)鋰電池可以制備柔性電池和薄膜電池，在3C產(chǎn)品設(shè)計(jì)中得到更快的應(yīng)用。目前，復(fù)陽固態(tài)擁有整套電化學(xué)薄膜核心技術(shù)，公司自主研制的薄膜全固態(tài)電池擁有多項(xiàng)技術(shù)專利，有效解決目前市售鋰電池的安全性問題，可應(yīng)用于薄膜電池供電的智能卡/標(biāo)簽、醫(yī)療植入裝置電源、智能隱形眼鏡電源、IoT終端電源、柔性電路等領(lǐng)域。此外，高溫性能加速了薄膜全固態(tài)電池在特殊應(yīng)用中的應(yīng)用，如植入式和智能醫(yī)療設(shè)備、無線傳感器、航天航空等應(yīng)用具有巨大的潛在市場(chǎng)。
展開 芝加哥大學(xué)開發(fā)硫化鐵基專利材料 可提高電池效率和可持續(xù)性
比起目前使用的方法，這種材料可以更有效、更可持續(xù)地儲(chǔ)存和產(chǎn)生能量。
（圖片來源：芝加哥大學(xué)）
這種基于硫化鐵的專利材料，可以制成散裝粉末，或沉積在基材上的薄膜。
研究人員致力于發(fā)現(xiàn)新材料，以提高儲(chǔ)能方案的性能，或降低成本，包括用于電動(dòng)汽車等超級(jí)電容器設(shè)備的電極。這些電極還可用于電子設(shè)備的鋰和鈉電池，并應(yīng)用于電網(wǎng)儲(chǔ)能。Anderson表示：“我們將一種已經(jīng)研究過的物質(zhì)構(gòu)建成納米薄片，即硫化鐵。在電池應(yīng)用中，這些納米薄片能夠更快地實(shí)現(xiàn)可逆性充電。”
研究人員已通過實(shí)驗(yàn)室合成進(jìn)行概念驗(yàn)證。目前的應(yīng)用是將其作為正極，可能用于硫電池。如果進(jìn)行優(yōu)化，這些材料可用作各類電池中的固態(tài)電解質(zhì)或正極。目前最大的障礙是提高材料的穩(wěn)定性，不論何種應(yīng)用，這都具有重要意義。
Anderson指出：“隨著社會(huì)電氣化水平日益提高，對(duì)電池的需求將越來越大，對(duì)電池原材料的需求也會(huì)逐漸增長。這項(xiàng)研究中令人興奮的是，這種材料由地球上成本很低、儲(chǔ)量非常豐富的兩種元素組成，即鐵和硫。”
根據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)（BloombergNEF）的2020年新能源展望（New Energy Outlook 2020，一項(xiàng)對(duì)能源經(jīng)濟(jì)未來的長期情景分析），2019至2050年，全球的發(fā)電產(chǎn)能幾乎增長了兩倍。
該報(bào)告指出，磷酸鐵鋰可用于商用電動(dòng)汽車、電動(dòng)客車和固定存儲(chǔ)設(shè)備，因此需求量仍然很大。這將需要“大幅提升電池生產(chǎn)能力和原材料供應(yīng)”。
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