近日，科技圈一條關(guān)于京東方將量產(chǎn)柔性屏的新聞幾乎霸屏，熱點稱京東方宣布國內(nèi)第一條柔性O(shè)LED面板生產(chǎn)線將在成都量產(chǎn)，且于當(dāng)日向華為、小米、OPPO、vivo、惠普、華碩等十余家客戶交付了AMOLED柔性屏。

最新涌現(xiàn)的壁紙式OLED（有機發(fā)光二極管）顯示板，將讓硬邦邦的玻璃屏幕說再見，并開啟柔性顯示技術(shù)新時代。柔性屏的跨越式發(fā)展，技術(shù)的飛速推進，是否能像用戶所期待的：新一代可折疊柔性智能手機及智能穿戴產(chǎn)品就已經(jīng)全面來臨了呢？其實，一項技術(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，只有各方面技術(shù)性能趨于成熟，才能達到量產(chǎn)上市。

柔性智能穿戴設(shè)備及柔性智能手機同屬于電子產(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，就一起走進新一代柔性電源的全新世界。

超薄鋅聚合電池：續(xù)航長、耐彎曲、可充電

美國加利福尼亞的一家創(chuàng)業(yè)公司正在開發(fā)一種柔性可充電電池。此款電池可在常用工業(yè)絲網(wǎng)印刷機上進行廉價印刷。這個名為Imprint Energy的公司已在腕戴式設(shè)備上測試超薄鋅聚合電池，希望能將這種電池應(yīng)用在可佩戴電子產(chǎn)品、智能手機、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，以小尺寸和柔性等特點，替換笨重鋰基電池不可能達到的設(shè)計要求。甚至在小格式中，這種電池也能為小功率無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。

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

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)致鋅形成樹枝晶、分枝狀結(jié)構(gòu)，可從一個電極發(fā)展到另一個電極，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）開發(fā)了一種固體聚合物電解質(zhì)，可避免此問題，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。由于金屬鋅的環(huán)境穩(wěn)定性，可以為公司省去制作對氧敏感的鋰電池必需的防護設(shè)備。

“當(dāng)談?wù)摰较拗菩庐a(chǎn)品開發(fā)方面的事情時，這些天有兩件事最讓我頭疼，一是電池，二是產(chǎn)品展示”新器件集團副總裁說：“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，該公司開始研究由美國軍方資助的一個項目，為監(jiān)測士兵健康狀況的傳感器開發(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問題。即使被死折、撞擊、穿刺、或火燒所破壞，LCB也不會起火、燃燒、或爆炸。

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

來自臺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8年時間，研發(fā)出固態(tài)鋰陶瓷技術(shù)，搭配動態(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。蘋果曾主動洽談合作，因為這種電池不必?fù)?dān)心剪、戳、敲等主動性危險動作、導(dǎo)致電池起火燃燒，而且超薄僅僅0．38mm，更可以動態(tài)彎曲，下一步輝能科技將打造建立全球第一個卷對卷生產(chǎn)模式。

柔性鈣鈦礦太陽能電池：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，通過一種納米組裝－印刷的方式，大幅提高了柔性鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(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能電池結(jié)構(gòu)，窗口界面層會消耗相當(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，對器件的光路進行調(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，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。通過引入蜂巢狀納米支架，能將一平方厘米的柔性鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率達12．32％。

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

全柔性新時代已來：柔性O(shè)LED＋柔型電池＋柔性芯片＋柔性電路

從市場的角度而言，其實每天都有許多的新技術(shù)、新產(chǎn)品被開發(fā)，但是最終這些產(chǎn)品和技術(shù)能否量產(chǎn)并在市場上占據(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)，加強溝通，互相關(guān)聯(lián)才能真正的將產(chǎn)業(yè)做大做強。

如今，可彎曲的OLED 屏幕取得里程碑式的進展，技術(shù)方面將不斷成熟，已被市場認(rèn)可，可彎曲化成為屏幕發(fā)展的必然趨勢。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局面。同時IBM 已經(jīng)將柔性納米級電路研制成功。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，一個全柔性產(chǎn)業(yè)鏈即將形成，全柔性新時代已經(jīng)到來。（作者：李楠）

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