超薄可弯曲锌电池 或彻底改变穿戴式设备

想象一下，耐克FuelBand只有食指上戴的戒指那么大，手机像信用卡那样柔软纤薄。如果电池能够做到又薄又能弯曲，而且能量足够强劲，那么这些设备就能做成你想象的那样。事实表明，电池是现代电子产品设计的主要障碍。
加州初创企业Imprint Energy致力于突破这一障碍。该公司开发了一种新型锌电池，有望让电子设备厂商突破标准锂电池的局限。
该公司采用的技术来自加州大学伯克利分校的研究成果。目前，该公司已经开始为试用客户小批量生产这种超薄、高能、柔性、廉价的可充电电池。这种电池使用的原材料不是锂，而是锌，同时生产过程中还使用了丝网印刷技术。
Imprint Energy CEO德文•麦肯齐(Devin MacKenzie )称，标准锂离子电池很难做到又薄又有柔性，而且由于锂化学性质非常活泼，因而需要很多包装来保证锂离子电池的安全。如果你看过网上锂离子电池在空气中乃至水中起火的视频，就会明白这一点了。
这种架构也使得锂离子电子注定只能做得坚硬而硕大。即便是Macbook Air最薄的笔记本电脑或者iPad这样的平板电脑，其设计也受到电池大小和重量的限制。耐克FuelBand使用了弧形锂聚合物电池，但如果仔细观察腕带形状，可以发现电池是腕带上唯一无法弯曲的部分。
锌电池的优势
Imprint Energy的电池解决了锂电池的体积和柔性问题。该公司由加州大学伯克利分校博士生克里斯汀•何(Christine Ho)与布鲁克斯•金凯德(Brooks Kincaid)创立，最近刚获得Dow Chemical和CIA In-Q-Tel风投公司的种子投资。
这种电池的阳极为锌，阴极为金属氧化物，电解质为固态聚合物。阴阳两极分别位于电池两边，锌离子在电解质中从阳极流动到阴极引发化学反应，从而不断产生电能。
麦肯齐称，尽管锌早已用于电池，但锌电池很难做到可充电。这是因为，当锌与液态电解质结合时，会产生一种称为树枝晶的物质，这种细微的纤维会不断生长并阻碍充电反应。Imprint Energy通过锌与固态聚合物结合而成的电解质解决了这一难题。
由于锌在环境中的活泼性不高，Imprint的这种电池可以做到薄得多，也可以小到仅有几百微米(两根头发的宽带)。这种超微型电池可以用于数字智能标签，例如检查食物新鲜程度的标签。
此外，锌也使得Imprint的电池更加安全，毒性比锂电池小。Imprint团队可以露天生产锂电池。对于戴在人身上甚至植入体内的设备，锌电池是更安全的选择。想象一下，如果人体胸腔内装入一台使用锂电池的心脏设备，而电池将锂泄露到人体内，这会有多么恐怖。
可打印电池
Imprint Energy的另一大创新是它使用了标准的丝网印刷技术打印电池。大多数电池都是将原材料涂在金属箔片上，然后将它们组装称电池。
麦肯齐在Imprint Energy的Alamada实验室现场演示了它们的电池打印机和类似印制T恤图案那样的丝网。电池原材料可以按照客户要求打印成任何形状。当然，客户需要为定制形状额外付费。
该实验室目前每天能产出100块电池，尽管规模不大，但足以满足潜在客户的样品需求。未来两三年内，该公司可能会开始批量生产。不过它可能不会自行建厂，而是与制造商合作或提供技术授权。
瞄准穿戴式设备
尽管Imprint Energy才刚起步，但它的终极目标便是穿戴式设备市场，其中既包括消费市场(例如耐克FuelBand和Fitbit)，也包括医疗健康市场(例如植入式监测设备)。这种新型电池将令穿戴式设备行业受益匪浅。鉴于穿戴式电子设备还是新兴行业，未来几年才可能成为主流，突破性的设计可能会彻底改变该行业。