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)在各種電子展會當(dāng)中，滿足大眾對電子產(chǎn)品科技感的想象同時,，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)展趨勢之一。
值得一提的是,，柔性電子曾被評為世界十大科技成果之一,，更是預(yù)測其將帶來一場電子技術(shù)革命。如今,，這場電子技術(shù)革命在市場的推動下已經(jīng)悄然來臨,，根據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)IDTechEx預(yù)測數(shù)據(jù)顯示,，2018年柔性電子市場為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)合增長率近30%,。
廣闊的市場前景助推下，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)的柔性儲能器件,。傳統(tǒng)的鋰電池、超級電容器是剛性的,，在彎曲,、折疊時，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，柔性儲能器件成為了近幾年的研究熱點(diǎn),。
6.柔性鈣鈦礦太陽能電池效率超過17%
2017年12月13日,，西安交通大學(xué)電信學(xué)院吳朝新教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)一種通過簡單方法，就可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的鈣鈦礦薄膜,，得到了光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)19.44%的反型平面異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦太陽能電池,。
據(jù)了解，研究人員通過旋涂制備好鈣鈦礦薄膜后,，使用硫氰酸銨后處理,，鈣鈦礦薄膜經(jīng)過分解，再重新結(jié)晶的過程,，形成了晶粒更大,，結(jié)晶性更好，缺陷更少的鈣鈦礦薄膜,。將該方法應(yīng)用到柔性電池中,，實(shí)現(xiàn)了光電轉(zhuǎn)換效率為17.04%的高效率反型平面異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦柔性電池，位于國際最高柔性薄膜太陽能電池效率之列,。
編輯點(diǎn)評：技術(shù)的突破就是不斷的尋找更加簡潔有效的解決方案,，西安交大吳朝新教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的這種方法，成功的將國內(nèi)柔性鈣鈦礦太陽能電池效率推上了世界頂尖水平,。
7.可拉伸生物柔性電池
2017年12月16日,，賓厄姆頓大學(xué)的一個研究小組研發(fā)一種完全使用紡織物生產(chǎn)的細(xì)菌生物能源電池，通過創(chuàng)建一個完全由紡織物制作的生物電池,，可以產(chǎn)生類似于使用這種電池之前的紙基微生物燃料電池產(chǎn)生的最大功率,。
研究人員表示稱,，柔性紡織電池基于低成本的石墨烯材料制成，外部采用簡單的絲網(wǎng)印刷技術(shù),，電極會因?yàn)橛湍图徔椘分g的強(qiáng)烈相互作用而表現(xiàn)得非常穩(wěn)定,，并具有良好的操作安全性和很長的循環(huán)壽命，電池本身還支持快速充電,，柔性材料允許水洗,。在重復(fù)拉伸和循環(huán)扭轉(zhuǎn)作用下，這些完全依靠紡織物制成的生物材料具有穩(wěn)定的發(fā)電能力,。
編輯點(diǎn)評：這種可伸縮,、可彎曲的能源動力裝置可以為紡織物制生物材料搭建標(biāo)準(zhǔn)化平臺，未來有望應(yīng)用于可穿戴電子產(chǎn)品,。并且對比起柔性電池,，可拉伸彎曲的生物柔性電池可以應(yīng)用在各種不規(guī)則電子產(chǎn)品當(dāng)中,。
8.柔性鋁石墨烯電池
2017年12月25日,，浙江大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)系高超團(tuán)隊(duì)研制出新型鋁石墨烯電池，研究人員提出石墨烯正極材料的“三高三連續(xù)”設(shè)計(jì)原則讓鋁石墨烯電池的性能向前邁出一大步,。
據(jù)了解,，該鋁石墨烯電池是柔性電池，將它彎折一萬次后,，也能完全保持容量,，并且充電速度飛快，只需要幾秒時間就可以完成充電,。而其續(xù)航能力也非常強(qiáng),，可以循環(huán)充放25萬次后依然電力十足。
除此之外,，這種電池既耐高溫又抗嚴(yán)寒,，可以在零下40攝氏度到120攝氏度的環(huán)境中工作。在零下30攝氏度的環(huán)境中,，這種新型電池能實(shí)現(xiàn)1000次充放電性能不減,，而在100攝氏度的環(huán)境中，它能實(shí)現(xiàn)4.5萬次穩(wěn)定循環(huán),，顯示出廣泛的應(yīng)用前景,。
編輯點(diǎn)評：耐寒、高續(xù)航,、充電速度快,，柔性等特點(diǎn)，注定了是未來智能手機(jī)或智能可穿戴深度完美“搭檔”,。最大挑戰(zhàn)無疑就是解決技術(shù)上的難題,，做到量產(chǎn)落地商用,。
9.“印刷術(shù)”突破鈣鈦礦柔性太陽能電池難題
2018年1月5日，新年伊始,，柔性儲能科研領(lǐng)域就傳來好的消息,。中科院化學(xué)所綠色印刷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室宋延林課題組利用“印刷術(shù)”突破了柔性鈣鈦礦太陽能電池難題，成功制備厚度和柔韌程度與一張雜志紙差不多的鈣鈦礦柔性太陽能電池,，有望為柔性可穿戴電子設(shè)備提供可靠電源,。
難以想象，中國古老的四大發(fā)明之一的“印刷術(shù)”也開始在新時代煥發(fā)生機(jī),。該研究小組通過納米組裝印刷方式制備了鈣鈦礦的蜂巢狀納米支架,，并在其內(nèi)部搭建起“光學(xué)諧振腔”，這兩項(xiàng)創(chuàng)新同時提高了柔性鈣鈦礦太陽能電池力學(xué)穩(wěn)定性和光電轉(zhuǎn)化率,。
編輯點(diǎn)評：據(jù)了解,，該項(xiàng)技術(shù)研發(fā)的雜志紙大小的鈣鈦礦柔性太陽能電池可以運(yùn)用在可穿戴設(shè)備，甚至衣服,、汽車玻璃貼膜等地方,，通過吸收太陽光轉(zhuǎn)化的電量給其他設(shè)備充電，既環(huán)保又實(shí)用,。
10.新型柔性透明電極
2018年1月12日,，南京郵電大學(xué)賴文勇教授課題組與中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所蘇文明研究員課題組合作，創(chuàng)新性地提出導(dǎo)電聚合物網(wǎng)格電極的設(shè)計(jì)思路,，研制出一種綜合性能優(yōu)異的新型柔性透明電極,。并建立了簡易的絲網(wǎng)印刷技術(shù)，克服了低成本大面積制備難題,，用其作為陽極制備的有機(jī)電致發(fā)光器件與采用氧化銦錫(ITO)玻璃陽極的器件相比電流效率提高了1.56倍,。
該電極具有高柔性、高導(dǎo)電,、高透光特征,，并具有突出的化學(xué)穩(wěn)定性，可低成本制作以及圖案化制作,，可以作為透明薄膜電極取代ITO透明電極廣泛應(yīng)用于構(gòu)筑柔性有機(jī)電致發(fā)光器件,、柔性有機(jī)太陽能電池器件、柔性有機(jī)場效應(yīng)晶體管器件以及柔性儲能器件等,。
編輯點(diǎn)評：全球發(fā)達(dá)國家都在柔性儲能領(lǐng)域上發(fā)力,，中國在該領(lǐng)域上也是站到了世界前列，在近期也是頻繁傳出技術(shù)上的突破的好消息,。
總結(jié)
柔性電子是未來電子產(chǎn)品的重要發(fā)展方向之一,，因此解決柔性儲能器件問題刻不容緩，在資本和國家政策的支持下,，新的一年勢必會有所重大的技術(shù)突破,。當(dāng)然,，現(xiàn)在想要實(shí)現(xiàn)柔性儲能器件的實(shí)際應(yīng)用還有很多問題和挑戰(zhàn)，還離不開科研人員的努力,。