新型柔性電池

1. 韓國研發新型單片電極 可製成高容量柔性電池用於下一代交通工具

韓國浦項工科大學（PohangUniversityofScience&Technology，POSTECH）化學與先進材料科學系的SoojinPark教授與手下的博士後研究員版JaegeonRyu以及博權士生JieunKang與韓國材料科學研究所合作，成功研製出一款帶有薄薄的三維有機電極的柔性電池。

此外，使用三維銅集電極的電池與使用傳統銅集電極的電池相比，重量輕了10倍。研究人員不再使用石墨陽極，而是採用有機材料，能夠將電池的能量密度提高4倍甚至更多。

本文來源於汽車之家車家號作者，不代表汽車之家的觀點立場。

2. 柔性電池和柔性超級電容器的區別

石墨烯超級電容器是基於石墨烯材料的超級電容器的統稱。
石墨烯專是一種二維晶體，人們常見屬的石墨是由一層層以蜂窩狀有序排列的平面碳原子堆疊而形成的，石墨的層間作用力較弱，很容易互相剝離，形成薄薄的石墨片。
當把石墨片剝成單層之後，這種只有一個碳原子厚度的單層就是石墨烯。
石墨烯的最新發現是人們在防腐蝕方面最有效的方法。
常用的聚合物塗層很容易被刮傷，降低了保護性能；
而石墨烯來做保護膜，顯著延緩了金屬的腐蝕速度，更加堅固抗損傷。
石墨烯不僅是電子產業的新星，應用於傳統工業的前途也不可限量。
其應用方向：海洋防腐、金屬防腐、重防腐等領域。
石墨烯具有良好的導熱、導電性能。
然而利用石墨烯其研製生產的柔性石墨烯散熱薄膜能幫助現有筆記本電腦、智能手機、LED顯示屏等，石墨烯能有助於大大提升散熱性能。

3. 美國科學家研發高密度能量鋰電池，「好的」電池會成為各國的雞肋嗎

為了開發鋰基電池的替代品，減少對稀有金屬的依賴，美國喬治亞理工學院研究人員開發出一種有前景的新型陰極和電解質系統，用低成本的過渡金屬氟化物和固體聚合物電解質代替昂貴的金屬和傳統的液體電解質。

未來，研究人員將繼續改進和開發新的固體電解質，以實現快速充電，並在新設計中融合固體和液體電解質，以與大型電池工廠中使用的傳統電池製造技術完全兼容。

無論是純電動汽車還是可再生能源電池，稀有金屬都是必要材料。這導致爭奪鈷和鎳等原料的競爭正日趨激烈，甚至確保稀有金屬已經是國家性課題。因此科學家們才著手去發掘替代品，以緩解依賴。新研究現在已經表現出巨大潛力，但下一步，研究者必須要讓新型電池與以往稀有金屬做電極的鋰電池具有同等的容量，且衰減也符合要求，才能真正考慮商品化生產。

4. 超薄可彎曲的柔性電池是怎麼做出來的

這種電池叫FLCB，是指軟性鋰-陶瓷電池（flexible lithium-ceramic battery）。其實這種電池的設計思路和普通鋰離子電池異曲同工。專
眾所周知鋰屬離子電池爆炸的危險來源於易燃的有機電解液（如常見的LiPF6+EC+DEC），所以這種可彎曲電池就把傳統的液態電解液變成了固態，把傳統鋰離子電池的內部結構「印」在軟性基板上，這樣就算是彎曲、翻折也不會讓電池內部「斷電」，從而保證電池能在彎曲或者折疊後也能正常工作，也不會。
此外，視頻裡面展示的一塊電池給多個終端供電，這是軟版型電池的特點，可以設計成不限位置和大小給多個終端同時提供電能。
目前的鋰-陶瓷電池除了在安全性能上的提高外，更多的提高了電池的容量和循環壽命等關鍵的技術因素，比如18650，用加入氧化鋁的陶瓷塗布，容量達到2800mAh以上（目前市場上18650的容量，大部分在1600~2300mAh之間，極少變態能達到2600mAh）。

5. 太陽能電池的新型電池

據美國物理學家組織網報道，美國能源部布魯克海文國家實驗室和洛斯阿拉莫斯國家實驗室的科學家們研發出了一種可吸收光線並將其大面積轉化成為電能的新型透明薄膜。這種薄膜以半導體和富勒烯為原料，具有微蜂窩結構。相關研究發表在最新一期的《材料化學》雜志上，論文稱該技術可被用於開發透明的太陽能電池板，甚至還可以用這種材料製成可以發電的窗戶。這種材料由摻雜碳富勒烯的半導體聚合物組成。在嚴格控制的條件下，該材料可通過自組裝方式由一個微米尺度的六邊形結構展開為一個數毫米大小布滿微蜂窩結構的平面。
負責該研究的美國布魯克海文國家實驗室多功能納米材料中心的物理化學家米爾恰·卡特萊特說，雖然這種蜂窩狀薄膜的製作採用了與傳統高分子材料（如聚苯乙烯）類似的工藝，但以半導體和富勒烯為原料，並使其能夠吸收光線產生電荷這還是第一次。
據介紹，該材料之所以還能在外觀上保持透明是因為聚合物鏈只與六邊形的邊緣緊密相連，而其餘部分的結構則較為簡單，以連接點為中心向外越來越薄。這種結構具有連接作用，同時具有較強的吸收光線的能力，也有利於傳導電流，而其他部分相對較薄也更為透明，主要起透光的作用。
研究人員通過一種十分獨特的方式來編織這種蜂窩狀薄膜：首先在包含聚合物以及富勒烯在內的溶液中加入一層極薄的微米尺度的小水滴。這些水滴在接觸到聚合物溶液後就會自組裝成大型陣列，而當溶劑完全蒸發後，就會形成一塊大面積的六邊形蜂窩狀平面。此外，研究人員發現聚合物的形成與溶劑的蒸發速度緊密相關，這相應地又會決定最終材料的電荷傳輸速度。溶劑蒸發得越慢，聚合物的結構就越緊湊，電荷傳輸速度也就越快。
「這是一種成本低廉而效益顯著的制備方法，很有潛力從實驗室應用到大規模商業化生產之中。」卡特萊特說。
通過掃描探針式電子顯微鏡和熒光共焦掃描顯微鏡，研究人員證實了新材料蜂窩結構的均勻性，並對其不同部位（邊緣、中心、節點）的光學性質和電荷產生情況進行了測試。
卡特萊特表示：「我們的工作讓人們對蜂窩結構的光學特徵有了更深的了解。下一步我們計劃將這種材料應用於透明且可捲曲的柔性太陽能電池以及其他設備的製造當中，以推動這種蜂窩薄膜盡快進入實用階段。」 美國斯坦福大學研究人員最新研究發現，加熱鐵銹之類金屬氧化物，可以提升特定太陽能電池的轉換效率和能量儲存效率。
斯坦福大學研究人員在不同溫度條件下測試三種金屬氧化物，分別是釩酸鉍、氧化鈦和氧化鐵，所獲結果超出預想：溫度升高時，電子通過這三種氧化物的速率加快，所產生的氫氣和氧氣量相應增加。而以陽光加熱金屬氧化物，所產生的氫氣可以增加一倍。
綜合利用熱量和陽光，以金屬氧化物為轉換材料，藉助對水分子的分解，高效儲存太陽取之不盡的能量，可以按需供應能源。

6. 未來哪一種未來電池更靠譜

如果設備在關鍵的時候沒電，那是最令人掃興的事情，如果設備在你需要打電話求助的時候沒電，那是最無助的時刻。 為了避免這些不愉快的時刻，用戶購買手機時都會考慮電池容量和設備的續航能力如何。而手機生產商也注意到了這一點，在促銷設備時，也都會以電池容量和續航能力作為重要的賣點。你是怎樣解決電池續航問題的?無論是在 Wi-Fi 網路下工作，還是 3G 網路，或是 LTE 網路，智能手機或者平板電腦電池能量都消耗的很快，但是它們的充電速度卻遠跟不上需求。雖然現在有報道稱韓國正在研發一種能夠使鋰電池充電速度比當前速度快 120 倍的方法，但是這種方法還在研發階段，距離實際應用還有很長一段距離。為了應急，不少人會選擇購買一塊外接電池或者一些便攜的發電裝置，在採用這種臨時解決方案的同時，也有人希望未來有一種電池可以替代傳統鋰電池，保證更長時間的續航能力。顛覆傳統的未來電池 鋰電池具有工作電壓高、體積小、質量輕、能量高、無記憶效應、無污染、自放電小、循環壽命長等特點，目前被廣泛應用在各種電子設備當中，但是，除了傳統鋰電池之外，還有其他更好的電池嗎?柔性太陽能電池幾年來，柔性屏幕成為了科技熱詞，據傳首款採用柔性屏幕的三星智能手機有望在明年下半年亮相。雖然屏幕是柔性的，但是它只能保證設備屏幕更加柔韌，而無法保證整個設備可以肆意彎曲，這其中有電池的原因，因為目前的鋰電池還無法隨意彎曲。想要整個設備可以隨意彎曲，或許柔性太陽能電池 Super Battery 可以幫上大忙。它可以隨意折疊彎曲，而且充電非常方便，把它展開放在陽光下即可充電，在解決柔性問題的同時，還解決了充電續航的問題。20 年壽命氚電池氚電池最大的特點就是超長壽命、超抗壓抗震能力、超強抗低溫高溫能力。它的壽命長達 20 年，所能夠承受的溫度范圍為零下 50 攝氏度——150 攝氏度，在極度氣溫環境下正常工作毫無壓力。目前世界首個氚電池 NanoTritium 已經由美國佛羅里達州 City Labs 實驗室成功研發。會呼吸的鋰空氣電池鋰空氣電池是 IBM 公司新提出的一種電池解決方案，主要是通過吸入和放出氧氣的方式提供能量。這種電池呼入的氧氣分子可同電池負極上的鋰電子進行反應，然後將鋰離子轉化成過氧化鋰，釋放出電子。這種電池的性能是鋰離子電池的 10 倍，而且體積更小，重量更輕，如果應用在移動設備上，設備的續航能力將會更長。低成本糖電池糖要怎樣才能成為可提供能量的電池?日本科學家發現了一種用糖來為電池提供動力的新方法。科學家們將糖放至一個無氧爐中加熱至 1500 攝氏度，讓它形成低碳電力，糖能夠提供極為豐富的碳電力，而且成本非常低廉。最環保木製電池其實這是一種採用木質素材料製成的電池，木質素是由聚合的芳香醇構成的一類物質，存在於木質組織中，主要作用是通過形成交織網來硬化細胞壁。現在科學家能夠將木質素與具有導電性的高分子聚吡咯(polypyrrole)合並在一起，木質素作為絕緣體，聚吡咯作為導體，擔當儲存電荷的角色，最終製造出最環保的電池。據了解，大量的木質素可在造紙廢料中找到。哪一種電池最靠譜? 考慮到三星將在 CES 展上展出一款 5.5 英寸柔性屏幕，柔性手機成為未來的發展趨勢，柔性的太陽能電池或許是最可行的電池解決方案，它除了柔韌之外，充電也非常方便，沒電的時候直接將它展開放在陽光下即可。這樣一來，外出手機沒電的時候也不用擔心，只要有太陽就萬事大吉。另外，氚電池和鋰空氣電池也是比較可行的解決方案，不過鋰空氣電池距離技術成熟還有很長一段時間，至少要等到 2020 年以後才有可能會率先應用在汽車領域上，隨後再應用到消費類移動電子設備上。相比之下，氚電池或許來的更快一些，世界上首個氚電池已經成功研發，體積很小，最大的優點是壽命長和抗惡劣天氣能力強。售價1000 美元，目前這個氚電池的電壓為 2.4V，電流 50~350 nano amps，功率最多隻有 840 奈瓦——這表明它還不能應用到手機等領域，但可以用於手錶、助聽器、心臟起搏器這些小型電子設備上。在售價方面，一塊氚電池的預計售價約為 1000 美元，售價過高。不過隨著氚電池的一步步發展，手機、電腦等困擾人們已久的問題一定會得到相應解決，售價也會慢慢降低下來。

7. 天津漢堯石墨烯柔性電池科技有限公司怎麼樣

天津漢堯石墨烯柔性電池科技有限公司是2017-03-07在天津市東麗區注冊成立的有限責內任公司，注冊地址位於天津市容東麗開發區二緯路3號院內102室。

天津漢堯石墨烯柔性電池科技有限公司的統一社會信用代碼/注冊號是91120110MA05NGH925，企業法人胡玉，目前企業處於開業狀態。

天津漢堯石墨烯柔性電池科技有限公司，本省范圍內，當前企業的注冊資本屬於一般。

通過網路企業信用查看天津漢堯石墨烯柔性電池科技有限公司更多信息和資訊。

8. 柔性太陽能電池和薄膜太陽能電池有何區別

柔性太陽能電池也是薄膜太陽能電池的一種，是在柔性沉底上制備的薄膜電池。薄膜電池可以在玻璃、不銹鋼、塑料等襯底上制備。

9. 柔性鋰離子電池有什麼特點

傳統的鋰離子電池、超級電容器等產品，不但體積笨重，而且還無法折內疊，在體積變化過容大時，甚至會導致正負極之間發生短路，引發熱失控，導致嚴重的安全問題。因此為了適應下一代柔性電子設備的發展，鋰離子電池的發展方向也應向著柔性、可折疊的方向進行發展。

10. 柔性太陽能電池的類型介紹

非晶硅（amorphous silicon, a -Si）柔性電池的厚度是晶體硅電池的1/300，可以進一步地降低原材料 成本。非晶硅柔性電池的一個突破時 1997 年提出的三結疊層電池結構，提高了轉換效率和穩定性，穩定後的轉換效率達到8 .0%-8.5%。
以美國 United Solar Ovonic 公司的非晶硅柔性電池為例，非晶硅三結疊層電池結構包含了三層不同帶隙的 p -n 結吸收層，如圖 3 所示。頂電池用 1 .8eV 帶隙的非晶硅 a -Si，吸收藍光。中間電池用 1 .6eV 帶隙的硅鍺合金 a -SiGe，吸收綠光，Ge 的含量為 10%-15%。底電池用 1 .4eV 帶隙的硅鍺合金 a -SiGe, 為 40%-50%吸收紅光和紅外光，Ge 的含量較高。太陽光依次通過三層半導體吸收層後，還有一部分沒有 被吸收的光線，經過 Al/ZnO 的背反射層反射後，回到三層半導體吸收層，再進行一次吸收過程，背反射 層起到陷光作用。這樣非晶硅柔性電池可以更有效地吸收入射光，提高了轉換效率和輸出功率，在低入射光和散射光的條件下，性能更好。 在有機太陽電池（organic photovoltaic, OPV）中，有機半導體吸收介質通常由施主材料和受主材料混合而成。施主材料善於給出電子、吸收空穴，混合後具有正電性，共軛聚合物（conjugated polymer）是典型的施主 材料。受主材料善於吸收電子、給出空穴，混合後具有負電性，富勒烯（fullerene，C 60）是典型的受主材料。
激子（excition）是被束縛的電子- 空穴對，是受激後的准離子（quasiparticle）。受激後，電子和空穴分離，但是電子- 空穴對仍然通過靜電的庫倫力互相吸引，由於庫倫束縛而不能徹底分離，形成激子。激子有兩種，瓦
爾尼- 模特激子（Wannier-Mottexcition）和弗倫克爾激子（Frenkel exciton）。瓦爾尼-模特激子存在於在晶體硅半 導體中，被激發到導帶中的電子和價帶中的空穴形成束縛態，庫倫力較弱，在 0.01eV 左右。弗倫克爾激子存在 於有機介質的施主材料中，之間的庫倫力較強，在0.3eV 左右。 早在 20 世紀 70 年代，人們就希望通過模擬光合作用，開發出新型太陽能電池。那時，人們在半導體晶體 材料二氧化鈦（titanium dioxide， TiO2 ）表面，包裹一層葉綠素（chlorophyll）染料。雖然提出了染料敏化太 陽能電池（dye-sensitized solar cell, DSC）的概念，但是由於電子在葉綠素中輸運困難，轉換效率只有0 .01%。
直到 1991 年，瑞士化學家 Michael Gratzel 運用納米技術，才推動了染料敏化電池的實質性發展。Gratzel 把大顆粒的 TiO2 晶體，替換成直徑 20nm 的小顆粒海綿狀 TiO2 ，外層包裹染料薄層，形成 10um 厚的光學透明薄膜。第一次製成的染料敏化電池，其轉換效率就已經達到了7 .1%，電流密度達到 12mA/cm。 而現 在，染料敏化電池轉換效率的世界紀錄是11%。
在燃料敏化電池的結構中，光敏劑（ photosensitizer）通過羧基（ crboxyl,-COOH）、磷酸基（ phosphonic acid,-PO3H2）或硼酸基（boronic acid –B(OH)2）功能團，覆蓋在TiO2 顆粒表面，形成電荷轉移絡合物（charge transfer complex），再浸泡在氧化還原介體（redox mediator）溶液中，TCO 玻璃和金屬襯底分別作為陰極和陽 極，如圖 5.10 所示。光敏劑吸收入射光，基態中的So 中的電子被激發到高能態S*,在 fs 到 ps 時間內，光敏劑中的電子進入 TiO2 的導帶，光敏劑失去電子，被氧化，成為S+。氧化還原介體從金屬陽極得到電子，再對光 敏劑提供電子，使之還原，回到 So.TiO2 導帶上的自由電子，通過 TCO 陰極和電路，來到金屬陽極，2 個電極之間形成電流，驅動電路中的負載。 2016年3月 我科學家研製出新型柔性太陽能電池，專家認為，該成果有望用於發展智能溫控型太陽能電池及可穿戴太陽能電池。