大多數(shù)無(wú)線(xiàn)設(shè)備的形狀都取決于其電池的形狀。因?yàn)殡姵刈鳛楸容^笨重卻又十分重要的組件，在組裝時(shí)并不能很好地進(jìn)行調(diào)整或者直接舍棄。所以產(chǎn)品開(kāi)發(fā)者在設(shè)計(jì)一個(gè)新設(shè)備的時(shí)候，總是會(huì)被電池的尺寸、形狀和靈活性所限制。

但是今年在拉斯維加斯的 CES 大會(huì)上，松下展示了一款新型鋰電池，也許可以改變這一切。它使用極薄的銀晶圓，可以在彎折或扭曲 1000 次后仍然保持 80% 的蓄電能力。松下在 CES 大會(huì)上展示了這種新型電池的三個(gè)版本，每一個(gè)都比信用卡小一點(diǎn)點(diǎn)，并且可以在折疊后放進(jìn)一個(gè)易拉罐里。

這個(gè)項(xiàng)目從 2008 年開(kāi)始運(yùn)作。但是松下卻在今年九月份才對(duì)外放出口風(fēng)。松下可穿戴能源部門(mén)的主管助理  Yoriko Yagi 宣布，這款電池目前已經(jīng)準(zhǔn)備進(jìn)行批量生產(chǎn)，她預(yù)計(jì)將在量產(chǎn)將會(huì)從 2018 年 4 月到 2019 年 3 月間展開(kāi)。

Yagi 說(shuō)道：“我們的小型設(shè)備數(shù)量正在增加，比如一些可穿戴的設(shè)備和一些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，這些產(chǎn)品的設(shè)計(jì)取決于電池的尺寸。如果我們想要將設(shè)備小型化，那么更小的電池是必須的。”

松下這款柔性電池，厚度只有 0.45 毫米，電池容量相對(duì)較小。其最大的版本——CG-064065 的最大電池容量為 60 mAh，其最小的版本只有 17.5 mAh。（對(duì)比一下，最大的智能手機(jī)電池峰值電容量大約為3500mAh）

這意味著這種新型電池的最佳應(yīng)用場(chǎng)景是可穿戴的卡片式設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)備。松下從今年 10 月開(kāi)始為潛在用戶(hù)提供一些樣品，但是目前公司還未對(duì)這款電池定價(jià)。

這款柔性電池今后可以擴(kuò)展出一些更便攜的智能手機(jī)等小型設(shè)備。Yagi 說(shuō)：“基本上松下可以完成這些設(shè)計(jì)，但是我們的目標(biāo)不在于此?！边@讓我們想起了一些智能手機(jī)上高容量的鋰電池爆炸的事情（RIP for 三星 Note 7）。安全問(wèn)題讓松下現(xiàn)在開(kāi)始關(guān)注只需要低電量的可穿戴和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

有很多其他公司和研究者們也在研發(fā)柔性鋰電池，但是 Yagi 指出松下的這款電池具有最佳的性能和目前最好的測(cè)試記錄。

為了研發(fā)這款柔性電池，松下重新思考了電池設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)元素。鋰電池是的陽(yáng)極是氧化鋰，陰極是石墨。這兩層被液體或膠質(zhì)的離子電解液所分離。當(dāng)給電池充電時(shí)，鋰離子通過(guò)電解液而被存儲(chǔ)在陰極。當(dāng)電池提供電量時(shí)，離子返回到陽(yáng)極。大多數(shù)時(shí)候，鋰電池中的每個(gè)發(fā)生反應(yīng)的結(jié)構(gòu)都是圓柱形的，陰陽(yáng)極兩層互相包裹。如果將這個(gè)結(jié)構(gòu)彎曲或折疊，會(huì)導(dǎo)致最外層離最內(nèi)層越來(lái)越遠(yuǎn)，最終使得正負(fù)電極無(wú)法關(guān)聯(lián)，電池容量逐漸耗散。

為了得到具有柔性的電池，松下的研究員們決定放棄圓柱形結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，不再讓正負(fù)兩極互相包裹，而是直接將電極堆疊在一個(gè)薄薄的矩形晶圓上。然后，將電池用一種特殊的延展性良好的鋁制外殼包裹起來(lái)。

另一個(gè)巨大挑戰(zhàn)是如何給電池充電。電池必須可以無(wú)線(xiàn)充電，因?yàn)樗上虏幌Ｍ僭陔姵剌p薄的設(shè)計(jì)中給充電部分（比如一個(gè) USB 插口）預(yù)留空間。不幸的是，市場(chǎng)上大多數(shù)無(wú)線(xiàn)充電裝置的電量對(duì)小型設(shè)備來(lái)講都太大了，松下的柔性電池只能承受 60 毫安的充電電流。

最后，松下自己設(shè)計(jì)了無(wú)線(xiàn)充電站，在銷(xiāo)售中將會(huì)與電池捆綁銷(xiāo)售。Yagi 說(shuō)，在應(yīng)用于相對(duì)簡(jiǎn)單的設(shè)備（如健身計(jì)步器）時(shí)，這款電池一次充電可使用4周時(shí)間。Yagi 說(shuō)，在CG-064065 及其相關(guān)設(shè)備的量產(chǎn)基礎(chǔ)上，松下正在探索更多的可能性：“我們認(rèn)為這種柔性電池未來(lái)還有很多潛能。”

Via spectrum.ieee.org

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