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印制电池:碳-锌制造技术的创新应用

【摘要】:BlueSpark公司基于碳-锌制造的,厚度为500μm的印制电池工作电压为1.5V,可以提供超过1mA的峰值电流。锂离子技术目前能够提供最佳的能量密度,并且正在主导着移动电源市场。该项目的目标是通过只有使用印制技术才能实现的方法,在设备上直接印制一个完整的锂离子电池。

至少1mm厚,超薄电池可以很好地应用于智能卡、无线射频识别门卡、自供电传感系统,以及需要外部供电的智能包装等;还可以在贺卡、购物卡,甚至积分卡等多种应用中替代纽扣电池。高速印制技术是制造超薄电池的主要方法,通过该技术能够以低成本生产更薄、灵活性更强的产品。

目前大多超薄电池产品都采用一次电池材料(不可再充电)如MnO2/Zn(0.5mm厚)等,容量为10~30mA·h,寿命约为3年。BlueSpark公司基于碳-锌制造的,厚度为500μm的印制电池工作电压为1.5V(约为12mA·h容量),可以提供超过1mA的峰值电流。更早的时候,NEC公司开发了一种有机自由基电池(可充电),但这种电池只能提供很少的能量(约为0.1mA·h/cm2),因而在需要较大容量的供电应用中受到限制。

最后,纳米电池(一些采用碳纳米管特性)和生物电池的相关研究和开发工作正在开展之中。

8.7.5.1 锂离子印制电池

由于实际应用系统对自治供电的需求日益增长,这需要大量具有创新性的锂离子电池结构。锂离子技术目前能够提供最佳的能量密度,并且正在主导着移动电源市场。为了制作出普通方法难以制备的特殊电池,一种方法是采用现有印制技术打印电极,从而制造出所需的电极类型。这种印刷技术可以减少材料损耗、提高产品的产量,且使制造工艺更加灵活。

目前,几乎还没有知名电池制造商宣称对这种新方法感兴趣。CEA公司于2004年启动了这种锂电池的印制制备工作,并在2008年与VARTA公司共同启动了一个雄心勃勃的欧洲项目。该项目的目标是通过只有使用印制技术才能实现的方法,在设备上直接印制一个完整的锂离子电池。