卡片式或穿戴式智能設備常常遇到的運用場景是需求放在錢包或許口袋中隨身攜帶，這就要求電池可以接受曲折或許歪曲。這類設備常常需求運用超薄柔性電池，可是這類電池在受到曲折或歪曲之后功用容易衰減，造成設備運轉時刻縮短。在柔性鋰離子電池方面，以下問題一直是需求克服的技能障礙：

1、現(xiàn)在的鋰離子電池資料本身不具備柔性，怎么讓電池資料習慣這種使用場景

2、電池被曲折/歪曲時，怎么堅持電池資料顆粒之間杰出的接觸，減低接觸阻抗

3、在電池被曲折/歪曲的場景下，怎么確保電池不漏液。

4、怎么進步活性物質(zhì)載量，進步電池容量

過針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標準

充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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2017年1月，松下在CES2017展會上展出他們的最新超薄柔性鋰離子電池研討成果，該柔性鋰離子電池可以接受一定的曲折和歪曲，滿意日本JIS標準(JISX6305-1)，相當于可以滿意曲折半徑R40mm，歪曲視點±15°/85.6mm，電池厚度僅為0.55mm，主要使用領域是卡片式設備或許穿戴設備。該電池最引人注目的特點是在曲折到25mm半徑和歪曲25度之后還能堅持其功用。截至2016年9月，松下為該柔性電池技能申請了25項日本專利和15項海外專利。其柔性電池外觀和主要參數(shù)如圖1所示。

通常，電池通過曲折或歪曲之后，關于循環(huán)壽命會有很大的影響?？墒撬上滦麻_發(fā)的超薄柔性電池克服了這一缺點，這主要得益于松下重新規(guī)劃了柔性電池的疊片式電極結構(圖2是基本結構)，其中，電極electrode和外層outerlayer規(guī)劃得到了優(yōu)化，使其可以抵御曲折/歪曲，可是詳細怎么優(yōu)化目前還不清楚。例如，重復曲折1000次、或許歪曲1000次(歪曲視點±25°/100mm)后的放電容量可以堅持初始容量的99%(圖3)。而且在通過1000次的充放電循環(huán)測驗之后(圖4)，充放電循環(huán)壽命幾乎與沒有曲折/歪曲的電池堅持一致，容量堅持率到達80%。

目前，跟著智能穿戴設備的鼓起，超薄柔性電池的研討正在受到越來越多的重視。盡管松下發(fā)布的三款柔性電池看起來功用相當不錯，可是可以看到，這三款電池的容量仍是很小的，最大的也才只要60mAh，無法滿意稍微大一點的智能便攜式或許穿戴設備的運轉時刻，該研討領域目前還處于開展成長階段。跟著現(xiàn)代便攜式智能設備或穿戴設備的功用不斷增強，電池耗電量問題一直是需求面臨的應戰(zhàn)，例如現(xiàn)在智能手機的電池容量都不得不增加到1000mAh、2000mAh、3000mAh、乃至4000mAh或許更高了。因而，要真正完成這種新式柔性鋰離子電池技能，最基本的一條便是必須具備幾千mAh的容量，以確保只能設備的運轉時刻。更重要的是，功用在電池受到機械形變時不能有所衰減。只要這樣才能滿意現(xiàn)在眾多的便攜式/穿戴式智能電子設備。

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跟著電子技能的快速開展，越來越多的電子設備正在向著輕薄化和柔性化的方向進行開展，例如三星和LG都推出了自家的柔性可折疊的屏幕，而且正在計劃推出可折疊的手機等產(chǎn)品，目前顯現(xiàn)組件和電路都可完成柔性和可折疊，目前最大的應戰(zhàn)便是可以折疊的儲能電源產(chǎn)品，傳統(tǒng)的鋰離子電池、超級電容器等產(chǎn)品，不但體積笨重，而且還無法折疊，在體積變化過大時，乃至會導致正負極之間發(fā)生短路，引發(fā)熱失控，導致嚴峻的安全問題。因而為了習慣下一代柔性電子設備的開展，鋰離子電池的開展方向也應向著柔性、可折疊的方向進行開展。

無人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

標稱電壓：28.8V
標稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應用領域：勘探測繪、無人設備

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關于鋰離子電池和超級電容器等化學電源來說，完成柔性最大的阻礙是集流體的柔性化規(guī)劃，不但要確保柔性電極具有杰出的機械功用，還要具有杰出的電化學功用。從今天開始，咱們將分兩篇為我們介紹柔性儲能電源規(guī)劃的最新開展狀況，包含柔性鋰離子電池和柔性超級電容器兩個部分。

為了完成鋰離子電池的柔性化規(guī)劃，人們對多種道路進行了測驗，例如聚合物電池、纖維素基電池和紙基電池，研討顯現(xiàn)對鋰離子電池折疊功用影響最大的是電極和集流體的規(guī)劃，下面咱們就依照技能方向對目前柔性鋰離子電池規(guī)劃開展狀況進行介紹。

柔性紙電池

說起紙張我們都不陌生，造紙術是我國四大發(fā)明之一，雖然不清楚為什么咱們什么都喜愛湊四個，像什么四大名著、四大才子、四我們族了，可是造紙術的發(fā)明的確對人類文明開展的進程產(chǎn)生了重大的影響。紙張表面粗糙，孔隙率高，非常合適離子的分散，而且紙張具有柔性可折疊的特點，因而非常合適用于出產(chǎn)柔性鋰離子電池。在鋰離子電池中，紙張既可以用作集流體，也可以用作隔閡，當然這需求對傳統(tǒng)的紙張進行改性處理，例如在紙張的表面涂布一層多壁碳納米管SWCNTs以增強紙張的導電性，以碳納米管CNT與纖維素復合制成具有杰出導電性的柔性電極，當然紙也可以作為隔閡，在最近的一項報道中，以多壁碳納米管薄膜為集流體，并分別涂布正、負極活性物質(zhì)，以紙張作為隔閡和支撐結構，電池不只具有杰出的可折疊特性，還具有優(yōu)異的電化學功用，特別是該電池的自放電功用，存儲350h，電壓僅下降5.4mV。

3D電極柔性鋰離子電池

鋰離子電池的容量和倍率功用與電極的活性面積有著密切的關系，通過對鋰離子電池的電極結構進行改進，增加電極的活性面積，進步Li+的分散動力學條件是提高鋰離子電池功用的重要途徑。最近的研討發(fā)現(xiàn)，具有3D結構的碳紡織品具有杰出的導電功用還具有極佳的機械功用，因而非常合適用來替代傳統(tǒng)的金屬集流體。通過在碳纖維的表面成長一層ZnCo2O4納米線資料，負極的比容量可以到達1300mAh/g，以該資料作為負極，鈷酸鋰作為正極制成的鋰離子電池在彎折的狀況下也可以正常作業(yè)，耐久性試驗中，該電池彎折數(shù)百次后仍然可以正常作業(yè)，可是目前碳紡織品資料的主要問題是面密度太高，影響電池的能量密度提高。假如運用超薄鈦箔作為集流體，涂布一層具有3D結構的活性物質(zhì)，可以明顯的提高電池的倍率功用，同時確保杰出的柔性。最近新興的石墨烯泡沫資料，由于質(zhì)量輕，導電性好，擁有極好的可折疊性，吸引了廣泛的重視，例如研討顯現(xiàn)，以Li4Ti5O12與石墨烯泡沫構成復合資料，在200C的超高倍率下，仍然可以取得86mAh/g的比容量，而且堅持了杰出的可折疊性，在曲折半徑到達5mm時，容量僅輕微的降低了1%。

全固態(tài)電解質(zhì)

傳統(tǒng)的液體電解質(zhì)，由于熱安穩(wěn)、機械安穩(wěn)差等問題，使得柔性電池的可曲折性受到了很大的限制，而近年來開展起來的塑料晶體電解質(zhì)恰好解決了傳統(tǒng)的液體電解質(zhì)安穩(wěn)性差的問題，塑料晶體電解質(zhì)主要由鋰鹽和塑料晶體組成，具有杰出的熱安穩(wěn)性和較好的離子電導率，可是傳統(tǒng)的塑料晶體電解液在室溫下更多呈現(xiàn)出液體的行為，因而導致其存在機械功用差等問題，需求通過相應的改造手段進行改造，通過在在塑料晶體電解質(zhì)中增加PET纖維，可以明顯的改進塑料晶體電解質(zhì)的機械功用，以LiCoO2為正極，Li4Ti5O12為負極，以通過強化處理的塑料晶體電解質(zhì)為電解質(zhì)和隔閡，該電池表現(xiàn)出了杰出的可曲折性，即便在纏繞幾圈的前提下，仍然可以正常作業(yè)。但上述電解質(zhì)的厚度一般為25um左右，還無法滿意輕薄化鋰離子電池的規(guī)劃需求，于是人們對鋰磷氧LPON資料進行研討，該固體電解質(zhì)的厚度可以做到2um，仍然可以堅持杰出的電化學功用。

柔性離子電池結構規(guī)劃

關于柔性電子元器件的規(guī)劃，對其規(guī)劃限制最大的便是電池的形狀，比較于傳統(tǒng)的片狀電池，線型鋰離子電池在這方面具有天然的優(yōu)勢，例如最近LG化學公司就推出了一款，線型鋰離子電池，該電池具有中空螺旋型的負極結構，改性無紡布隔閡，和外部的正極結構，該電池電壓平臺3.5V，容量線密度為1.0mAh/cm，該電池具有杰出的可曲折性，更為重要的是該電池不必像傳統(tǒng)的鋰離子電池那樣安頓在電子設備的內(nèi)部，可以放置在任何地方，因而可以極大的便利可穿戴設備的運用。跟著可延展電子設備的開展，柔性電子設備不只要接受曲折變形，還要可以曲折，拉伸和緊縮等受力形式，因而為可延展電子設備供給儲能電池是一個巨大的應戰(zhàn)，目前一條可行的技能方案是進行單元化規(guī)劃，也便是將傳統(tǒng)的整個鋰離子電池分割成一個一個獨立的小單元，一般是以彈性硅膠薄膜作基體，不同的小單元之間相互連接。通過測驗，該方法制備的電池可以延展到300%以上，仍然可以堅持杰出的電化學功用。目前柔性鋰離子電池的規(guī)劃還僅僅是起步階段，還有許多問題需求解決，例如，怎么在確保電池具有杰出的機械功用的前提下提高鋰離子電池的比能量和安全功用，這需求在電解規(guī)劃和電解液規(guī)劃，以及電池結構規(guī)劃上共同著手才能完成。