科技的進(jìn)步，智能化熱潮的風(fēng)靡，也讓電子設(shè)備變得愈加豐富多彩。智能硬件、智能手機(jī)、智能可穿戴設(shè)備也是近年來的潮流，尤其是電子技術(shù)的快速進(jìn)步，更是讓這些電子設(shè)備朝著輕薄化、多樣化、多元化、柔性化方向發(fā)展，例如2017年流行的全面屏手機(jī)。而在今年，像三星蘋果等廠商更是計(jì)劃研制可折疊、可彎曲的新一代柔性電子產(chǎn)品。

這種充滿未來科幻感的柔性電子產(chǎn)品頻繁的出現(xiàn)在各種電子展會(huì)當(dāng)中，滿足大眾對(duì)電子產(chǎn)品科技感的想象同時(shí)，也指引了電子產(chǎn)品的發(fā)展方向，柔性電子顯然是未來發(fā)展趨勢(shì)之一。

值得一提的是，柔性電子曾被評(píng)為世界十大科技成果之一，更是預(yù)測(cè)其將帶來一場(chǎng)電子技術(shù)革命。如今，這場(chǎng)電子技術(shù)革命在市場(chǎng)的推動(dòng)下已經(jīng)悄然來臨，根據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)idtechex預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，2018年柔性電子市場(chǎng)為469.4億美元，到2028年將達(dá)到3010億美元，2011年至2028年間年復(fù)合增長(zhǎng)率近30%。

廣闊的市場(chǎng)前景助推下，柔性電子技術(shù)發(fā)展也是日新月異，其中柔性電子發(fā)展最大的挑戰(zhàn)就是與之相適應(yīng)的柔性儲(chǔ)能器件。傳統(tǒng)的鋰電池、超級(jí)電容器是剛性的，在彎曲、折疊時(shí)，容易造成電極材料和集流體分離，影響電化學(xué)性能，甚至導(dǎo)致短路，發(fā)生嚴(yán)重的安全問題。

因此，為了適應(yīng)下一代柔性電子設(shè)備的發(fā)展，柔性儲(chǔ)能器件成為了近幾年的研究熱點(diǎn)。ofweek電子工程網(wǎng)小編盤點(diǎn)了近期柔性儲(chǔ)能十大技術(shù)突破，幫助大家了解柔性儲(chǔ)能的發(fā)展現(xiàn)狀。

1.柔性多功能雙極性全固態(tài)鋰離子電池

2017年10月18日媒體報(bào)道稱，韓國(guó)蔚山國(guó)家科學(xué)與技術(shù)研究院研發(fā)了一種新的柔性多功能雙極性全固態(tài)鋰離子電池，解決了基于無機(jī)電解質(zhì)的雙極性鋰離子電池常見的問題。

據(jù)了解，研究人員通過無溶劑干燥和紫外線固化輔助多級(jí)印刷技術(shù)制備出雙極性lib，并開發(fā)了一種新型的柔性不易燃凝膠電解質(zhì)，從而將其作為核心元件用于印刷電極和印刷固態(tài)凝膠復(fù)合電解質(zhì)。而該多級(jí)印刷的雙極性電池制備技術(shù)作為一種高效、可擴(kuò)展的技術(shù)，將雙極性全固態(tài)電池的發(fā)展推向商業(yè)化，具有巨大的應(yīng)用前景。

編輯點(diǎn)評(píng)：鋰離子電池并不少見，現(xiàn)在主流電子都是使用鋰電池，不過該項(xiàng)技術(shù)可以打破鋰電池一直以來剛性的特點(diǎn)，做到柔性多功能雙極性無疑是非常大的技術(shù)突破。

2.紙質(zhì)柔性超級(jí)電容器

2017年10月24日，美國(guó)佐治亞理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院助理教授seung woo lee和高麗大學(xué)化學(xué)與生物工程系的jinhan cho共同研發(fā)了一種紙質(zhì)柔性超級(jí)電容器。該超級(jí)電容器使用金屬納米顆粒在紙中涂覆纖維素纖維，創(chuàng)造出具備高能量和高功率密度的超級(jí)電容器電極，實(shí)現(xiàn)了迄今為止具備最佳性能的基于紡織品的超級(jí)電容器。

通過研究測(cè)試表明，使用該技術(shù)制造的電容器可以折疊數(shù)千次而不影響電導(dǎo)率。除此之外，這種金屬紙張超級(jí)電容器的最大功率和能量密度分別達(dá)到15.1mw/cm2和267.3uw/cm2，基本上優(yōu)于常規(guī)紙質(zhì)或紡織超級(jí)電容器。

而它的應(yīng)用場(chǎng)景也非常豐富，支持可穿戴設(shè)備、便攜性電子產(chǎn)品等，還可以將柔性電容器與能量收集裝置結(jié)合，為生物醫(yī)學(xué)傳感器、消費(fèi)電子和軍用電子產(chǎn)品等應(yīng)用供電。

編輯點(diǎn)評(píng)：與鋰電池同理，超級(jí)電容器也是剛性的，不易彎曲和折疊。不過該技術(shù)從材料的另外一種角度出發(fā)，打破常規(guī)，研發(fā)出了基于紡織品的紙質(zhì)柔性超級(jí)電容器。如果能夠進(jìn)一步解決問題，做到商用，那么很可能會(huì)帶來變革。

3.石墨炔高性能柔性電池

2017年10月27日，這一次輪到中國(guó)技術(shù)大展神威。中科院青島生物能源與過程研究所新型能源碳素材料團(tuán)隊(duì)與中科院化學(xué)研究所合作，研發(fā)了一種石墨炔基分子材料，改變了傳統(tǒng)的電池材料觀念，實(shí)現(xiàn)了高性能柔性電池的制備。

據(jù)了解，該材料在鈉離子電池的測(cè)試研究中所展現(xiàn)的電化學(xué)儲(chǔ)鈉能力在同類材料中具有領(lǐng)先地位，完全可能成為新一代高性能、柔性儲(chǔ)能電池。為我國(guó)未來電化學(xué)儲(chǔ)能器件的研究帶來了新視角和新理念，將積極地推動(dòng)我國(guó)十三五新能源和新材料研究規(guī)劃進(jìn)展。

編輯點(diǎn)評(píng)：石墨炔是繼富勒烯、碳納米管、石墨烯之后，一種新的全碳納米結(jié)構(gòu)材料，具有豐富的碳化學(xué)鍵、大的共軛體系、寬面間距、優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，被譽(yù)為是最穩(wěn)定的一種人工合成的二炔碳的同素異形體。由于其特殊的電子結(jié)構(gòu)及類似硅優(yōu)異的半導(dǎo)體性能，石墨炔有望可以廣泛應(yīng)用于電子、半導(dǎo)體以及新能源領(lǐng)域。

4.纖維型類固態(tài)鋰離子柔性電池

2017年11月20日，馬里蘭大學(xué)胡良兵研究團(tuán)隊(duì)利用3d打印技術(shù)制備了纖維型類固態(tài)鋰離子柔性電池。該電池可在彎曲狀態(tài)下保持穩(wěn)定的電化學(xué)性能，未來可與普通織物結(jié)合，作為可穿戴電子器件的重要能源存儲(chǔ)設(shè)備。

值得一提的是，相比起其它復(fù)雜精密的技術(shù)，這種制備方法非常簡(jiǎn)單快速。也許其在其它方面還不夠完善，但是其提供了量產(chǎn)柔性鋰離子電池的新思路，也可有效的應(yīng)用于其他活性材料體系的柔性一維電池。

編輯點(diǎn)評(píng)：利用3d打印技術(shù)不得不說是一種新的思路，3d打印技術(shù)近年來非常流行，而且其成本和制作成都也都非常方便快速。對(duì)于柔性儲(chǔ)能器件行業(yè)來說，是一個(gè)值得思考的方向。

5.柔性固態(tài)超級(jí)電容器

2017年12月12日，中國(guó)科學(xué)院電工研究所超導(dǎo)與能源新材料研究部馬衍偉課題組采用多級(jí)次石墨烯復(fù)合電極與離子液體凝膠聚合物電解質(zhì)，首次開發(fā)出具有3.5v電壓窗口的高能量密度柔性固態(tài)超級(jí)電容器。據(jù)了解，該研究是電工所團(tuán)隊(duì)與西南石油大學(xué)教授葛性波合作完成。

據(jù)悉，研究人員通過調(diào)控電極的微觀結(jié)構(gòu)和引入離子液體凝膠電解質(zhì)，成功制備出具有寬電壓窗口的柔性固態(tài)超級(jí)電容器，有效提升了器件的能量密度。該柔性固態(tài)超級(jí)電容器充放電10000次循環(huán)后，容量仍然可以保持85%以上，連續(xù)彎折1000次后容量仍可以保持88%，具有良好的電化學(xué)性能和優(yōu)異的力學(xué)耐彎折性能。

編輯點(diǎn)評(píng)：石墨烯材料并不陌生，市場(chǎng)上對(duì)于石墨烯電池的概念也是耳熟能詳，不過目前一直處于技術(shù)研發(fā)狀態(tài)。這項(xiàng)技術(shù)突破，為今后提高柔性固態(tài)超級(jí)電容器的能量密度提供了一種有效策略。

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