下个十年 这可能是电池的发展方向之一

电池的发展情况特别让人分裂。石墨负极、硅负极、金属负极,时不时就会蹦出来一些高大上的“突破”“创新”;解决一切问题的新技术新材料频繁见诸媒体头条。空气电池、纳米平整材料...能量密度更高,充电速度更快,单位成本更低,循环次数更多…

可产品呢?

我们每个人手上都有苹果,安卓或 WP,当年1200mAh 的诺基亚轻松待机1周,现而今 3000mAh 不忘清后台,杀进程,战战兢兢顶多勉强两天,还有某表18小时的“all-day battery”(全天续航),电池技术有明显进步吗...

一边是各种技术突破不断,一边产品徘徊不前。为什么会出现这种情况?

小小的电池,大部分人可能都想不到,它背后是资金和技术密集型行业,实验室可行,大规模量产还能重复原始样品的品质,两者天差地别。那些在实验室刚刚试制成功,就草草宣布突破的,基本上都是“噱头”和“忽悠”。

电池作为基础科学交汇的产品,涉及材料科学和化工。而材料科学被称为是“猜上帝的喜好”的试验性科学,理论要根据的大样本长年累月的试验去“校正”,先有结果再有理论,而且理论往往毫无预见性。材料科学极难产生基础性的大突破。像中国发动机难以治愈的 “心脏病” ,核心就在材料不过关,因为这个东西要几十年持续试验、总结,不间断大规模投入才有可能产生成果。

基础技术难以突破的情况下,电池的创新方向能有哪些?这是以色列公司Power Paper 示范的纸电池,它已开始量产和商业化合作。

首先,别人都在研发高能量密度、大电流放电的电池产品。少有人像 Power Paper 反其道而行之,发展方向为能量密度一般,微小且精确控制放电电流。

应用案例一:化妆品

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上图纸质电池变身眼贴,你可能会想,它是不是利用电流的热效应加热皮肤或者震动按摩,其实不是。

将化妆品敷涂在指定部位,美容效果有两个决定因素,一个是化妆品本身的效果,一个是皮肤吸收了多少。后者跟前者同等重要,再昂贵的化妆品再先进的美容成分,没有被皮肤细胞吸收,都毫无用处。这牵扯到了“透皮技术”。

透皮技术有好几种,用电流是其中一种,学名叫离子导入。当 Power Paper 纸质电池开始工作的时候,它释放微小的电流(不会刺激到皮肤神经反应的量)进入人体,直接把一些化妆品的活性成分和水分带入皮肤。传统的眼贴,是倚靠化妆品成分和水分自然渗入皮肤,原理是浓度差平衡,而自然的渗透作用效率低时间长。Power Paper 的想法是,先进的精华液成分本身带电,成离子液状态,如果有电流驱动,精华液成分可以跟着电流一起进入皮肤,加速渗透效率,加大皮肤吸收量。

Power Papper 可以跟化妆品一起组合使用,同样的原理也可以用在外敷药物上,加速药物吸收。目前Power Paper 在跟天津一家药物开发公司合作,产品正在做临床试验,然后等待药监局审批通过。

应用案例二:物联网芯片

Power Paper 放电电流低,可以精确控制,而且储能量跟表面积成正比,特别适合物联网芯片供电上。

目前已有的合作案例,包括内附在RFID射频卡,新标准低功耗蓝牙芯片的供电(厂商主动找到 Power Paper 做出的方案),以及各种传感器供电。

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根据Power Paper 中国总经理赵炜强的介绍,有一家合作厂商需求定制温度传感器芯片供电片,在零下20度的环境内,监控运输货品温度变化。Power Paper 正好能达到它们的需求。

其次,电池像纸张一样薄,可反复弯折,放电过程几乎不会发热,更不会燃烧、起火;生产过程环保,废弃后可自然降解,使用材质对人体没有任何刺激性和毒副作用。这会带来什么变化?

许多厂商都在标准化电池,单纯为了追求工业化生产降低成本,忽视细分需求,以及厂商和客户定制。它们在电池本身的研发方向上偏向性能,牺牲环保、材质普适、安全性。

应用案例三:标签信息

另一家以色列高科技公司开发了名为 Phresh 的特殊盒子,Phresh里面有一个茶包,茶包里的天然挥发物质可以将食物的保鲜期延长几倍,但是茶包使用一段时间后,就需要定期更换。

Phresh 想到了内附设定电量的Power Paper 纸质电池给LED提示灯供电。当你打开盒子,发现LED灯灭了(Power Paper 电量耗尽),就是提醒你该跟换茶包了。

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有些食品或者其他物品,在密封状态时有一个一年或两年较长的保质期,在开封状态下有另外一个较短的保质期,比如两个月甚至几十天就变质了。从撕开包装,Power Paper和配套设计电路就可以开启倒计时,当电量完全耗尽的时候,信息提示灯熄灭。这是正在开发的应用案例之一。

还有,Power Paper日历、明信片等等,配合一些电路设计,让这些产品瞬间变得更有创意。

应用案例四:品牌包装袋,创意branding,甚至真伪识别

因为薄,可像普通的纸袋那样随意变形和折叠。因为生产过程环保,材质无毒废弃后可自然降解,Power Paper 特别适合用在包装袋上。

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上面的图片,当你撕开包装袋的时候,里面隔绝了连通电路的封条也被揭掉,品牌标签被点亮。非常棒的一个应用案例。同理,一些其他物品的手提袋、包装袋,提着它们招摇过市的时候,大大的logo闪亮着,可以想象这种场景的回头率。

同理,产品包装内侧附着 Power Paper 纸电池,在某些交互动作(如撕开、挤压)发生时,它会呈现真伪识别信息,这也是Power Paper 的应用潜力。与厂商合作还能开发更多意想不到的应用。

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这一切都建立在软、薄、环保、可折叠、安全无毒上。

可能有人会想到为什么不运用纽扣电池取代 Power Paper,它同样小巧,各方面性能更好更成熟,但问题是纽扣电池生产过程不环保,它含重金属成分,不亲肤更无法贴在脸上,需要金属弹片接驳电路,结构上无法做一个好的弯曲,而且以一个金属硬块的状态存在,应用范围实在是有限。

以色列纸质电池公司 Power Paper 本质上是一种原电池,而且是一次性充电的比较古老的碳锌干电池,它的创新思路是整合别的技术,跨界将原来并不起眼的产品以另一种方式呈现出来。

这让人联想到电动汽车特斯拉的“整合思路”,意想不到将几千枚18650电池并联起来,配合灵感来自服务器分级管理的BMS系统,同时实现了跑车级性能、惊人的安全性、以及超越同类电动车的可靠性。

Power Paper 的闪光点,除了它的“混搭”式的创新,更在于它不是呆在实验室,而是有着成熟技术作为基础,有很强实际操作可行性,是已经在量产和商业化阶段运行的产品。

注:本文首发于微信公众号【以色列创新】:zhongyichuangxin,这里有浪漫故事,真正的黑科技,以及最权威的以色列高科技公司数据库。

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