中國(guó)報(bào)告大廳網(wǎng)訊，隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的普及，傳統(tǒng)剛性電池在形態(tài)和性能上的局限性日益凸顯。近日，一項(xiàng)突破性研究為這一難題提供了創(chuàng)新解決方案——一種質(zhì)地如牙膏般的柔性流體電池。這種電池不僅能夠適應(yīng)復(fù)雜形變，還能通過(guò)3D打印塑造各種形態(tài)，為可穿戴設(shè)備、電子織物和軟體機(jī)器人等領(lǐng)域開(kāi)辟了全新的應(yīng)用場(chǎng)景。

  一、柔性電池突破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)限制

  中國(guó)報(bào)告大廳發(fā)布的《2025-2030年全球及中國(guó)牙膏行業(yè)市場(chǎng)現(xiàn)狀調(diào)研及發(fā)展前景分析報(bào)告》指出，傳統(tǒng)剛性電池由于體積大且無(wú)法適應(yīng)復(fù)雜形變，在一定程度上限制了電子設(shè)備的形態(tài)設(shè)計(jì)和性能釋放。柔性流體電池的出現(xiàn)，徹底改變了這一局面。這種電池在拉伸至兩倍長(zhǎng)度、充放電超過(guò)500次的條件下仍能保持性能，為萬(wàn)億級(jí)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供了能源解決方案。其質(zhì)地猶如牙膏，可根據(jù)需要通過(guò)3D打印塑造各種形態(tài)，直接集成到衣物甚至人體中。

  二、流體電極解決容量與柔性矛盾

  柔性電池的開(kāi)發(fā)曾長(zhǎng)期面臨“容量與柔性難以兼得”的矛盾。增加活性材料、提升容量會(huì)導(dǎo)致電極變厚變硬；采用液態(tài)金屬作為電極雖能實(shí)現(xiàn)形變，卻存在充放電過(guò)程中固化的風(fēng)險(xiǎn)，且僅能作為陽(yáng)極使用。為解決這一難題，研究團(tuán)隊(duì)將活性顆粒懸浮于電解質(zhì)中形成“流體電極”，通過(guò)調(diào)控顆粒的化學(xué)特性使其成為陽(yáng)極或陰極。由于流體只需微小外力即可形變，能夠添加更多活性材料而不犧牲柔性。

  三、環(huán)保材料助力循環(huán)經(jīng)濟(jì)

  研究團(tuán)隊(duì)選擇導(dǎo)電塑料和木質(zhì)素作為電池材料。木質(zhì)素是制漿造紙工業(yè)的副產(chǎn)品，全球每年產(chǎn)生超過(guò)5000萬(wàn)噸，此前多被直接排入江河或焚燒處理，帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。通過(guò)將木質(zhì)素等副產(chǎn)品升級(jí)利用為電池材料等高附加值商品，為循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式貢獻(xiàn)了力量。這種兼具實(shí)用性和生態(tài)友好特性的流體電池技術(shù)，不僅可以通過(guò)造紙工業(yè)廢棄物的高值轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)可持續(xù)供應(yīng)，更有望在智能醫(yī)療、電子皮膚、軟體機(jī)器人等領(lǐng)域引發(fā)鏈?zhǔn)絼?chuàng)新。

  四、未來(lái)研究方向與挑戰(zhàn)

  目前該電池的性能并非完美，其電壓為0.9伏，約為鋰電池的1/4。研究團(tuán)隊(duì)正將目光投向地殼中豐度更高的鋅、錳等金屬化合物。鋅錳離子體系有望將電池電壓提升至1伏以上，需要重新設(shè)計(jì)電解質(zhì)配方并保持電極柔性。與此同時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)電池能量密度提升與規(guī)?；a(chǎn)也是需要解決的問(wèn)題。研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步提高氧化還原活性物質(zhì)的濃度與容量，開(kāi)發(fā)出適用于大規(guī)模量產(chǎn)的工藝。

  總結(jié)

  高容量、可拉伸的柔性電池對(duì)于柔性電子的發(fā)展至關(guān)重要。這種使用木質(zhì)素作為活性材料的流體電池技術(shù)，不僅解決了傳統(tǒng)電池的設(shè)計(jì)限制，還為循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式提供了新的思路。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，柔性電池有望在智能醫(yī)療、電子皮膚、軟體機(jī)器人等領(lǐng)域引發(fā)鏈?zhǔn)絼?chuàng)新，進(jìn)一步促進(jìn)人機(jī)深度融合。

更多牙膏行業(yè)研究分析，詳見(jiàn)中國(guó)報(bào)告大廳《牙膏行業(yè)報(bào)告匯總》。這里匯聚海量專業(yè)資料，深度剖析各行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)與趨勢(shì)，為您的決策提供堅(jiān)實(shí)依據(jù)。

更多詳細(xì)的行業(yè)數(shù)據(jù)盡在【數(shù)據(jù)庫(kù)】，涵蓋了宏觀數(shù)據(jù)、產(chǎn)量數(shù)據(jù)、進(jìn)出口數(shù)據(jù)、價(jià)格數(shù)據(jù)及上市公司財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)等各類型數(shù)據(jù)內(nèi)容。