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2017年1月13日 星期五

Panasonic announces a new flexible battery


leiphone 作者:何忞


松下展出柔性电池,厚度仅有 0.45 毫米|CES 2017

大多數無線設備的形狀,都取決於其電池的形狀。因為電池作為比較笨重,卻又十分重要的組件,在組裝時並不能很好地進行調整,或者直接捨棄。所以產品開發者在設計一個新設備的時候,總是會被電池的尺寸、形狀和靈活性所限制。

但是今年在拉斯維加斯的 CES 大會上,松下展示了一款新型鋰電池,也許可以改變這一切。它使用極薄的銀晶圓,可以在彎折或扭曲 1000 次後,仍然保持 80% 的蓄電能力。松下在 CES 大會上,展示了這種新型電池的三個版本,每一個都比信用卡小一點點,並且可以在折疊後放進一個易開罐裡。

這個項目從 2008 年開始運作。但是松下卻在去年九月份,才對外放出口風。松下可穿戴能源部門的主管助理  Yoriko Yagi 宣佈,這款電池目前已經準備進行批量生產,她預計將在量產將會從 2018 年 4 月到 2019 年 3 月間展開。

Yagi 說道:「我們的小型設備數量正在增加,比如一些可穿戴的設備,和一些物聯網設備,這些產品的設計,取決於電池的尺寸。如果我們想要將設備小型化,那麼更小的電池是必須的。」

松下這款柔性電池,厚度只有 0.45 毫米,電池容量相對較小。其最大的版本——CG-064065 的最大電池容量為 60 mAh,其最小的版本只有 17.5 mAh。(對比一下,最大的智慧手機電池峰值電容量大約為3500mAh)

這意味著這種新型電池的最佳應用場景,是可穿戴的卡片式設備,和物聯網應用設備。松下從去年 10 月開始,為潛在用戶提供一些樣品,但是目前公司還未對這款電池定價。

這款柔性電池,今後可以擴展出一些更便攜的智慧手機等小型設備。Yagi 說:「基本上松下可以完成這些設計,但是我們的目標不在於此。」這讓我們想起了一些智慧手機上高容量的鋰電池爆炸的事情(RIP for 三星 Note 7)。安全問題讓松下現在開始關注,只需要低電量的可穿戴和物聯網設備。

有很多其他公司和研究者們,也在研發柔性鋰電池,但是 Yagi 指出松下的這款電池,具有最佳的性能,和目前最好的測試記錄。

為了研發這款柔性電池,松下重新思考了電池設計中的基礎元素。鋰電池是的陽極是氧化鋰,陰極是石墨。這兩層被液體或膠質的離子電解液所分離。當給電池充電時,鋰離子通過電解液而被儲存在陰極。

當電池提供電量時,離子返回到陽極。大多數時候,鋰電池中的每個發生反應的結構,都是圓柱形的,陰陽極兩層互相包裹。如果將這個結構彎曲或折疊,會導致最外層離最內層越來越遠,最終使得正負電極無法關聯,電池容量逐漸耗散。

為了得到具有柔性的電池,松下的研究員們決定放棄圓柱形結構的設計,不再讓正負兩極互相包裹,而是直接將電極堆疊,在一個薄薄的矩形晶圓上。然後,將電池用一種特殊的延展性良好的鋁制外殼包裹起來。

另一個巨大挑戰是如何給電池充電。電池必須可以無線充電,因為松下不希望再在電池輕薄的設計中,給充電部分(比如一個 USB 插口)預留空間。不幸的是,市場上大多數無線充電裝置的電量,對小型設備來講都太大了,松下的柔性電池,只能承受 60 毫安的充電電流。

最後,松下自己設計了無線充電站,在銷售中將會與電池捆綁銷售。Yagi 說,在應用於相對簡單的設備(如健身計步器)時,這款電池一次充電可使用4周時間。

Yagi 說,在CG-064065 及其相關設備的量產基礎上,松下正在探索更多的可能性:「我們認為這種柔性電池未來還有很多潛能。」
Via spectrum.ieee.org

                                                                                                                                                                                                                             


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