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这项技术为何被列为“十大新兴技术”之首

来源:实事新闻头条 编辑:李丽 时间:2023-08-20

  前不久,世界经济论坛第十四届新领军者年会(即“夏季达沃斯论坛”)在天津召开。论坛公布了《2023年十大新兴技术报告》,罗列出10项将在未来3到5年内对社会产生重大积极影响的新兴技术。值得关注的是,柔性电池被列为“十大新兴技术”之首。

  报告指出,传统的刚性电池可能很快就会过时,而由可弯曲、折叠和拉伸的轻质材料制成的薄型柔性电池即将全面进入市场。

  柔性电池将如何改造电池的未来?在哪些领域会得到广泛使用?未来的发展将会面临哪些挑战?今天,请让我们一探究竟。

  柔性电池:折叠出未来世界

  以柔克刚

  若干年前,人类曾这样想象着浪漫奇幻的未来——

  手机可以像手绢一样折起来塞进口袋,电视显示屏可以像画轴一样自由舒卷,随身佩戴的智能手表不仅薄如蝉翼,还能和手腕全面贴合……试想一下这些画面,是不是很酷?

  现在,未来已来,这些美好的幻想与期待正在加速走进我们的生活。而这一加速的过程,离不开一种高度灵活的储能装置的“加持”,这种储能装置就是——柔性电池。

  柔性电池是指可以承受弯曲、拉伸、扭曲甚至折叠等形变而性能不变的电池。早在20世纪80年代,就有科学家开始尝试制作柔性电池。但是,受制于技术和成本问题,柔性电池难以实现大面积应用。近年来,随着纳米技术、材料科学和3D打印技术的进步,柔性电池开始逐渐走进大众视野。

  目前,柔性电池主要包括柔性锂电池、柔性薄膜电池、柔性纤维电池和柔性纸电池等类型。

  我们日常使用的传统刚性电池,大多采用堆叠和组装的方式,在尺寸和形状上非常“僵硬”。相比之下,柔性电池主要具有以下几个优势:

  ——柔性更高。柔性电池采用了一系列的轻质材料,例如可弯曲的聚合物和金属箔,使得电池能够在不损失性能的情况下弯曲和变形。这种柔性为手机等智能电子设备的设计带来许多新可能,既可以实现更加轻薄、时尚的外观,也可以使设备更加贴合用户的需求和生活方式。

  ——能量更强。柔性电池可以根据具体需求进行裁剪和定制,以适应不同设备的大小和形式。这意味着柔性电池可以在更多的空间内实现更大的能量存储,在同等容量下节省更多的组装部件,从而使电池具备更高能量密度和功率输出。

  ——环保性强。部分传统电池使用的重金属材料成本高,往往不可降解,使用寿命结束后会产生大量电子废物。柔性电池更多采用可回收和可再利用的新材料生产,有助于降低资源消耗和减少对稀有资源的依赖,推动经济绿色循环发展。

  ——安全性更佳。柔性电池具备良好的环境适应性和抗碰撞性,且传热面积大,便于散热和管理,即使在极端条件下也不影响使用。与传统电池相比,柔性电池在热失控过程中产生的气体很容易释放,从而可以快速冷却,避免出现因温度过高而产生的电池爆炸风险。

  目前,世界各国研究人员正在竞相探索用更新的材料和技术来制造柔性电池。有研究人员受到了人们做仰卧起坐运动时人体脊椎的柔韧性启发,研发了一款柔性锂电池。这款锂电池无论如何弯曲,都具有显著的柔性、高能量密度和稳定的电压,在未来的可穿戴设备,特别是折叠屏电子产品和智能手表等方面有着广阔应用前景。还有一款柔性纤维电池,虽然只有几百微米厚,但存储容量却有123毫安,长度更是达到了惊人的140米,其可织性和拉伸性使得柔性电池可集成到衣物、腕带、手套、口罩等日常生活用品中……

  可以预见,在不远的将来,凭借自身特有的“以柔克刚”优势,柔性电池将在很多领域取代刚性电池的主角地位,为人类美好生活创造更多可能。

世界经济论坛公布2023年十大新兴技术。制图:程春蕾

  多点开花

  《2023年十大新兴技术报告》指出,柔性电池技术预计到2027年将达到2.4亿美元的市场价值。随着市场发展,柔性电池在消费类电子产品、医疗保健和可穿戴设备等领域将多点开花,展现出丰富的应用场景。

  消费电子领域——未来,柔性显示屏的发展和柔性电池息息相关。如今,我们虽已看到可折叠屏手机和可弯曲电子书的问世,但其技术尚不成熟,普及率不高。柔性电池的出现将进一步推动可折叠、可卷曲显示屏的发展,这将为消费者带来全新的移动体验,让他们能够拥有更大的屏幕空间和电池续航,同时仍能将设备轻松放入口袋。

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