锌电池

锌电池想象一下，耐克FuelBand只有食指上戴的戒指那么大，手机像信用卡那样柔软纤薄。如果电池能够做到又薄又能弯曲，而且能量足够强劲，那么这些设备就能做成你想象的那样。事实表明，电池是现代电子产品设计的主要障碍。

加州初创企业Imprint Energy致力于突破这一障碍。该公司开发了一种新型锌电池，有望让电子设备厂商突破标准锂电池的局限。

该公司采用的技术来自加州大学伯克利分校的研究成果。该公司已经开始为试用客户小批量生产这种超薄、高能、柔性、廉价的可充电电池。这种电池使用的原材料不是锂，而是锌，同时生产过程中还使用了丝网印刷技术。

Imprint Energy CEO德文·麦肯齐(Devin MacKenzie )称，标准锂离子电池很难做到又薄又有柔性，而且由于锂化学性质非常活泼，因而需要很多包装来保证锂离子电池的安全。如果你看过网上锂离子电池在空气中乃至水中起火的视频，就会明白这一点了。

这种架构也使得锂离子电子注定只能做得坚硬而硕大。即便是Macbook Air最薄的笔记本电脑或者iPad这样的平板电脑，其设计也受到电池大小和重量的限制。耐克FuelBand使用了弧形锂聚合物电池，但如果仔细观察腕带形状，可以发现电池是腕带上唯一无法弯曲的部分。

超薄可弯曲

Imprint Energy的电池解决了锂电池的体积和柔性问题。该公司由加州大学伯克利分校博士生克里斯汀·何(Christine Ho)与布鲁克斯·金凯德(Brooks Kincaid)创立，刚获得Dow Chemical和CIA In-Q-Tel风投公司的种子投资。

这种电池的阳极为锌，阴极为金属氧化物，电解质为固态聚合物。阴阳两极分别位于电池两边，锌离子在电解质中从阳极流动到阴极引发化学反应，从而不断产生电能。

麦肯齐称，尽管锌早已用于电池，但锌电池很难做到可充电。这是因为，当锌与液态电解质结合时，会产生一种称为树枝晶的物质，这种细微的纤维会不断生长并阻碍充电反应。Imprint Energy通过锌与固态聚合物结合而成的电解质解决了这一难题。

锌电池由于锌在环境中的活泼性不高，Imprint的这种电池可以做到薄得多，也可以小到仅有几百微米(两根头发的宽带)。这种超微型电池可以用于数字智能标签，例如检查食物新鲜程度的标签。

此外，锌也使得Imprint的电池更加安全，毒性比锂电池小。Imprint团队可以露天生产锂电池。对于戴在人身上甚至植入体内的设备，锌电池是更安全的选择。想象一下，如果人体胸腔内装入一台使用锂电池的心脏设备，而电池将锂泄露到人体内，这会有多么恐怖。

可打印电池

Imprint Energy的另一大创新是它使用了标准的丝网印刷技术打印电池。大多数电池都是将原材料涂在金属箔片上，然后将它们组装称电池。

麦肯齐在Imprint Energy的Alamada实验室现场演示了它们的电池打印机和类似印制T恤图案那样的丝网。电池原材料可以按照客户要求打印成任何形状。当然，客户需要为定制形状额外付费。

该实验室每天能产出100块电池，尽管规模不大，但足以满足潜在客户的样品需求。未来两三年内，该公司可能会开始批量生产。不过它可能不会自行建厂，而是与制造商合作或提供技术授权。

尽管Imprint Energy才刚起步，但它的终极目标便是穿戴式设备市场，其中既包括消费市场(例如耐克FuelBand和Fitbit)，也包括医疗健康市场(例如植入式监测设备)。这种新型电池将令穿戴式设备行业受益匪浅。鉴于穿戴式电子设备还是新兴行业，未来几年才可能成为主流，突破性的设计可能会彻底改变该行业。

锌空气电池技术优点突出

锌空气电池，又称锌氧电池，用活性炭吸附空气中的氧或纯氧作为正极活性物质，以锌为负极，以氯化铵或苛性碱溶液为电解质的一种原电池。与传统电池，特别是与铅酸蓄电池相比，锌空气电池存在诸多优点。

首先，绿色环保是亮点，被誉为21世纪环保型新能源。由于锌空气电池不采用铅、汞、镉等重有毒的重金属，因此其对环境的污染较小，同时不存在爆炸危险，安全可靠。其次，成本低,蓄能大。原材料主要是空气中的氧及价格低廉的锌，故而材料易得。且它的容量比其它电池高3-10倍。如单体300安时圆柱体型锌空气电池，其重量仅为0.75kg,而同样的铅蓄电池的重量则大于8kg。与当前主流锂汽车电池相比，资料显示，180公斤重量锌空气电池能够产生44千瓦时电量，续航能力350公里，而同样电量的锂电池重量要达360公斤。最后，充电方面优势突出。多数蓄能电池存在频繁充电的缺点，特别是铅酸蓄电池不能长期深度放电，充电时间长给客户带来诸多不便。而部分型号的锌空气电池并不是蓄电池，而是利用锌和空气直接发电。简单地说，在电池用完后，用户只需更换封装好的锌粉，就可以重复使用，更换的时间在3分钟内即可完成。

锌空气电池技术突破，锌需求结构面临调整

锌空气电池优势虽然较多，但此前受部分技术原因及产业生产没有达成规模化，故而锌空气电池一直只作为一个概念，实际应用较少。而近年随着锌空气电池技术不断改善，其离实际大规模生产应用越来越近。近日，美国纽约EOS储能公司（EOSEnergyStorage）声称他们已经开发出一种更加绿色环保的锌空气电池。一个0.3千瓦的电池可以实现2700次充放电没有性能衰减。其最终目标是实现1万次循环，产品在电网储能中维持30年寿命。

锌电池国内方面，2011年国内首个锌空气电动公交车正式下线，据悉此锌空气电池纯电动城市公交车每充一次电可行驶约300公里，最高时速可达每小时80公里，其运营成本比传统锂电池电动汽车低三分之一。此外武汉泓元伟力新能源科技有限公司首个锌空气电池基地已于2010年10月启动，锌空气电池产品已进入试生产阶段。公司最快将于2012年进行新能源电池的量产，每年为1万辆纯电动公交车提供动力电池，产值规模可达30亿元，这标志着锌空气电池进入规模化生产阶段。

另据我国工信部的规划，中国未来10年将投入超过1000亿元的资金，用于扶持节能与新能源汽车生产，使中国成为全球最大的新能源汽车生产国。然而当前我国在新能源汽车开发领域，纯电动公交车所用的动力电池基本上是锂电池。锂电池是属于充电性质的电池，装配到12m级的公交车后，每天必须到专业的充电站冲电，若用大流量的直流充电，充电时间至少要用3个多小时，若用交流充电至少要用5-6个多小时。而铅酸动力电池目前主要应用于电动自行车，电动汽车上的应用技术目前仍不成熟。因此从技术前景来讲，锌空气电池后期在新能源汽车市场的角逐中将占据上风。且随着技术日渐成熟，或暗示锌空气电池时代已经开启。