鋅電池

背景

想像一下，耐克FuelBand只有食指上戴的戒指那么大，手機像信用卡那樣柔軟纖薄。如果電池能夠做到又薄又能彎曲，而且能量足夠強勁，那么這些設備就能做成你想像的那樣。事實表明，電池是現代電子產品設計的主要障礙。

加州初創企業Imprint Energy致力於突破這一障礙。該公司開發了一種新型鋅電池，有望讓電子設備廠商突破標準鋰電池的局限。

該公司採用的技術來自加州大學伯克利分校的研究成果。該公司已經開始為試用客戶小批量生產這種超薄、高能、柔性、廉價的可充電電池。這種電池使用的原材料不是鋰，而是鋅，同時生產過程中還使用了絲網印刷技術。

Imprint Energy CEO德文·麥肯齊(Devin MacKenzie )稱，標準鋰離子電池很難做到又薄又有柔性，而且由於鋰化學性質非常活潑，因而需要很多包裝來保證鋰離子電池的安全。如果你看過網上鋰離子電池在空氣中乃至水中起火的視頻，就會明白這一點了。

這種架構也使得鋰離子電子注定只能做得堅硬而碩大。即便是Macbook Air最薄的筆記本電腦或者iPad這樣的平板電腦，其設計也受到電池大小和重量的限制。耐克FuelBand使用了弧形鋰聚合物電池，但如果仔細觀察腕帶形狀，可以發現電池是腕帶上唯一無法彎曲的部分。

超薄可彎曲

Imprint Energy的電池解決了鋰電池的體積和柔性問題。該公司由加州大學伯克利分校博士生克里斯汀·何(Christine Ho)與布魯克斯·金凱德(Brooks Kincaid)創立，剛獲得Dow Chemical和CIA In-Q-Tel風投公司的種子投資。

這種電池的陽極為鋅，陰極為金屬氧化物，電解質為固態聚合物。陰陽兩極分別位於電池兩邊，鋅離子在電解質中從陽極流動到陰極引發化學反應，從而不斷產生電能。

麥肯齊稱，儘管鋅早已用於電池，但鋅電池很難做到可充電。這是因為，當鋅與液態電解質結合時，會產生一種稱為樹枝晶的物質，這種細微的纖維會不斷生長並阻礙充電反應。Imprint Energy通過鋅與固態聚合物結合而成的電解質解決了這一難題。

由於鋅在環境中的活潑性不高，Imprint的這種電池可以做到薄得多，也可以小到僅有幾百微米(兩根頭髮的寬頻)。這種超微型電池可以用於數字智慧型標籤，例如檢查食物新鮮程度的標籤。

此外，鋅也使得Imprint的電池更加安全，毒性比鋰電池小。Imprint團隊可以露天生產鋰電池。對於戴在人身上甚至植入體內的設備，鋅電池是更安全的選擇。想像一下，如果人體胸腔內裝入一台使用鋰電池的心臟設備，而電池將鋰泄露到人體內，這會有多么恐怖。

可列印電池

Imprint Energy的另一大創新是它使用了標準的絲網印刷技術列印電池。大多數電池都是將原材料塗在金屬箔片上，然後將它們組裝稱電池。

麥肯齊在Imprint Energy的Alamada實驗室現場演示了它們的電池印表機和類似印製T恤圖案那樣的絲網。電池原材料可以按照客戶要求列印成任何形狀。當然，客戶需要為定製形狀額外付費。