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近年来,随着电子技术的快速进步,越来越多的电子设备正在向着轻薄化、柔性化和可穿戴的方向发展,例如三星和LG等公司都推出了曲面屏手机,并且正在计划研制可折叠、可弯曲的新一代产品。
本文由“X一MOL平台”授权转载
目前发展柔性电子技术最大的挑战之一就是与之相适应的轻薄且柔性的电化学储能器件。传统的锂离子电池、超级电容器等产品是刚性的,在弯曲、折叠时,容易造成电极材料和集流体分离,影响电化学性能,甚至导致短路,发生严重的安全问题。因此为了适应下一代柔性电子设备的发展,柔性储能器件成为了近几年的研究热点。
可伸缩储能器件发展历程,图片来源:Adv.Mater.
近日,斯坦福大学的崔屹课题组在Adv.Mater.上发表综述,总结了近年来柔性储能器件和可伸缩储能器件的发展情况。
崔屹教授。图片来源:StanfordUniversity
锂离子电池能量密度高,具有良好的循环性能,稳定性好,是发展柔性储能器件最理想的候选。而超级电容器具有高功率密度,能实现大电流快速充放电,使用寿命长等优异性能,可以弥补锂电池的不足。目前,柔性锂离子电池和超级电容器面临三个问题:1)柔性电极的设计和制备;2)弯曲折叠过程中器件电化学性能的稳定性;3)高能量密度和高功率密度。本文着重介绍了锂离子电池和超级电容器在柔性化方面的最新进展和面临的挑战。
柔性锂离子电池
先来看一下商用锂离子电池的基本结构。如图,正负极由活性电极材料、导电剂(如碳黑)、粘结剂(如聚偏氟乙烯)和集流体(如铜箔、铝箔)组成。当电池弯曲时,电极材料和集流体易发生分离,轻则接触不良,重则造成短路。因此,怎么样才能防止电极材料和集流体分离是电池柔性化研究的第一步。
锂离子电池示意图。图片来自网络
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在上一篇《柔性储能设备设计综述-锂离子电池篇》中,我们介绍了柔性锂离子电池设计的最新发展状况,今天我们将继续介绍柔性超级电容器的最新发展状况。相比于锂离子电池,超级电容器的突出特点是可以实现数万次反复充放电,并且能够实现大电流快速充放电,这主要是因为电容器与锂离电池工作模式的不同
随着电子技术的快速发展,越来越多的电子设备正在向着轻薄化和柔性化的方向进行发展,例如三星和LG都推出了自家的柔性可折叠的屏幕,并且正在计划推出可折叠的手机等产品,目前显示组件和电路都可实现柔性和可折叠,目前最大的挑战就是可以折叠的储能电源产品,传统的锂离子电池、超级电容器等产品,不
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作者:张文婧肖伟伊亚辉钱利勤单位:长江大学机械工程学院引用:张文婧,肖伟,伊亚辉,等.锂离子电池安全改性策略研究进展[J].储能科学与技术,2025,14(1):104-123.DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0579本文亮点:1.根据锂离子电池热失控机制,总结了在电池部件集流体上最具有创新性的改进方法:将集
北极星固废网获悉,3月4日,为推动再生资源循环利用,规范锂离子电池用再生黑粉原料、再生钢铁原料的进口管理,生态环境部研究制定锂离子电池用再生黑粉原料进口管理要求,并对《关于规范再生钢铁原料进口管理有关事项的公告》(公告2020年第78号)进行修订,形成《关于规范锂离子电池用再生黑粉原料、
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随着柔性和可穿戴电子设备的发展,柔性储能器件吸引了科研界及工业界的广泛关注。近年来,围绕柔性锂离子电池和超级电容器开展了一系列工作,并且取得了重要进展。然而,为了延长电子设备的续航时间,需要储能系统有着更高的能量密度。可循环充放电的金属空气电池由于其远高于目前锂离子电池的理论能量
如今,越来越多的城市推出了汽车限购措施,并且鼓励消费者购买节能减排车型。以北京市为例,2017年小客车指标年度配额为15万个,其中普通指标额度9万个,新能源指标额度6万个,占比为40%。这意味着,想要拥有一辆京牌车,申请新能源车指标的中标概率最大。不过,截至4月26日,北京市本年度新能源车指标
据外媒报道,电池已经融入到我们的日常生活中,电动车、手电筒、遥控器,似乎我们的生活中早已离不开电池。幸运的是,未来的电池正朝着可持续的方向发展,小编整理了五大未来创新电池技术示例,供各位读者品鉴,如下:1.由人体皮肤供电的新款电池如今,智能腕表、蓝牙耳机(Bluetoothheadsets)、智能
近日,复旦大学王永刚团队和彭慧胜团队研发出可弯曲的新型电池,其设计重点放在了可穿戴电子设备的机械应力要求和植入设备的安全要求上。相关研究刊登于细胞出版集团旗下《化学》期刊。目前的电池,比如用于医疗植入的锂离子电池,通常都是刚性的。王永刚说,此外,大部分柔性电池使用了易燃或腐蚀性电
随着电子设备的发展,柔性电子设备越来越受到大家的重视,这种设备是是指在存在一定范围的形变(弯曲、折叠、扭转、压缩或拉伸)条件下仍可工作的电子设备,比如像下面几幅图所示的具有酷炫样式和功能的设备。很多厂商目前都已经开始研发和推出相关的产品,比如弯曲显示器与触屏、射频识别标签、可穿戴
卡片式或穿戴式智能设备经常遇到的使用场景是需要放在钱包或者口袋中随身携带,这就要求电池能够承受弯曲或者扭曲。这类设备经常需要使用小型薄片柔性电池,但是这类电池在受到弯曲或扭曲之后性能容易衰减,造成设备运行时间缩短。实际上,在柔性电池方面,以下问题一直是需要克服的技术障碍:1)如今的
随着电子技术的快速发展,越来越多的电子设备正在向着轻薄化和柔性化的方向进行发展,例如三星和LG都推出了自家的柔性可折叠的屏幕,并且正在计划推出可折叠的手机等产品,目前显示组件和电路都可实现柔性和可折叠,目前最大的挑战就是可以折叠的储能电源产品,传统的锂离子电池、超级电容器等产品,不
据报道,一种新的胶状材料可能有助于防止锂离子电池起火。美国华盛顿州立大学的研究人员开发出一种柔性材料,可替代电子设备中可充电锂离子电池常用的液体电解质,这些液体电解质通常有毒性,可能发生泄漏,甚至着火。工程师声称该材料的性能几乎和标准液体电解质一样好,而不像以前实验的固体电解质。固体电解质导电性不好,且难以连接到电池的阳极和阴极。由于波音787梦想飞机电池起火事件等,人们越来越意识到锂离子电池存在的问题。民用航空管理局(CAA)已开始对用于飞机上的结构不佳,价格便宜的电池危险提出警告。该项研究的领导者认为,虽然商业电池制造商有办法解决安全问题,例如温度
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