成果简介
柔性储能器件是全柔性设备的关键，有望推动柔性电子器件、可穿戴装备、可植入医疗器械的革命。目前的软包电池难以实现反复弯曲，研制新型柔性电池及其制造技术，提高柔性电池的弯折性和能量密度，是推动柔性储能电池实用化的基础。开发新型柔性储能电池须在柔性电极集流体、超结构电极材料设计组装、柔性电解质、新型制造封装技术等方面进行突破。本成果采用三维超结构多级孔柔性集流体材料，通过柔性集流体基元与介孔活性材料基元的模块化、程序化可控组装，构建高性能锂二次柔性电极和器件。同时建立了一套成熟的高性能柔性锂离子电池组装工艺及评价方法。经第三方检测，现已获得一系列具有高能量密度(大于300 Wh·kg-1)、极好的灵活性、良好的存储性能且面积高达40 cm2的全柔性锂离子电池(全重量约为300 mg)，经过200次折叠后仍能维持99%的容量。为未来多级孔柔性储能器件的实用化奠定基础。2018年以来部分成果已发表于具有重要影响力的国际学术期刊，其中影响因子大于10的中科院一区论文10篇。
应用前景
本成果开发了多种高性能碳基柔性电极材料，高性能柔性锂离子电池组装工艺及评价方法。能够充分满足不同柔性设备需求的柔性储能器件，包括具有高能量密度的柔性锂离子电池，安全性更高的全新锂硫电池和锂空气电池等。成果中所使用的材料均为环境友好型材料，避免在使用过程中对环境带来的额外污染。同时，可循环的二次电池将极大的减少对一次不可再生能源的消耗，从根本上减少对生态环境的破坏。随着手机、可穿戴设备等消费类电子产品逐渐向柔性化方向发展，市场对于柔性电池的需求逐渐增加，发展柔性电池体系对于移动通讯、可植入医疗、智能设备、物联网、先进军事装备、无人直升机等领域具有重要意义。
成熟度
小试。
成果展示
图1 碳基柔性锂离子电池性能测试
图2 柔性全电池能量密度检测报告
成果完成人
化学化工学院：杨皓
成果转化，请联系成果与合作处，联系人：刘老师，联系电话：0771-3904162。