Teknologi Bateri Kertas: Landskap dan Inovasi Mampan

Trend 1: Reka Bentuk berasaskan Selulosa Mampan, Boleh Terbiodegradasi  

Gambaran Keseluruhan Teknologi 

Bateri kertas menggantikan pemisah plastik atau polimer konvensional dengan kertas selulosa, menawarkan peranti yang mampan dan terbiodegradasi sepenuhnya. Prototaip Flint menggunakan selulosa berasaskan tumbuhan, elektrolit berasaskan air, dan logam kitar semula (cth zink, mangan), membolehkan kebolehkomposan dan jejak alam sekitar yang minimum. 

Pemangkin Inovasi 

• Permintaan untuk mesra alam, bateri boleh dikitar semula selepas digunakan 

• Mengelakkan litium, kobalt, nikel disebabkan oleh masalah bekalan dan alam sekitar 

• Tekanan kawal selia dan pengguna untuk alternatif yang lebih hijau 

Pemain Utama dan Inovasi 

• Flint (Singapura): Menunjukkan bateri kertas boleh kompos dengan ~226 Wh/kg ketumpatan tenaga dan kitaran hayat yang setanding dengan bateri litium-ion. 

• Usaha akademik lain membina peranti kertas konduktif yang dipertingkatkan CNT. 

Pemerolehan dan Kerjasama 

• Belum dilaporkan; perkongsian komersial dan pengeluaran perintis sedang dirancang. 

Trend 2: Ketumpatan Tenaga Tinggi melalui Bahan Nano 

Gambaran Keseluruhan Teknologi 

Menanamkan tiub nano karbon (CNT) atau wayar nano perak ke dalam kertas selulosa meningkatkan kekonduksian elektrik, luas permukaan dan kapasiti - merapatkan jurang prestasi dengan bateri litium-ion. 

Pemangkin Inovasi 

• Keupayaan untuk menskalakan kertas yang dipertingkatkan bahan nano melalui percetakan dan pembuatan roll-to-roll. 

• Permintaan yang semakin meningkat dalam elektronik mudah alih, nod sensor IoT, implan perubatan. 

Pemain Utama dan Inovasi 

• Stanford dan yang lain telah bereksperimen dengan pengikat polimer penyembuhan sendiri dan anod mikrozarah silikon, memanfaatkan komposit CNT untuk kestabilan dan kapasiti tinggi dalam anod silikon. 

• Penyelidikan PNAS terdahulu pada tahun 2007 memperkenalkan elektrod kertas nanokomposit fleksibel 

Pemerolehan dan Kerjasama 

• Belum dilaporkan; perkongsian komersial dan pengeluaran perintis sedang dirancang. 

Trend 3: Aplikasi Fleksibel, Bercetak dan Boleh Dipakai 

Gambaran Keseluruhan Teknologi 

Bateri kertas boleh dicetak (cetakan skrin atau lilin), dibengkokkan, dilipat dan dibentuk—menjadikannya sesuai untuk barang boleh pakai, peranti perubatan, tag IoT pakai buang dan banyak lagi. 

Pemangkin Inovasi 

• Pertumbuhan pesat dalam elektronik fleksibel dan permintaan untuk bateri yang ringan dan selaras 

• Teknologi percetakan membolehkan penyesuaian kelompok yang murah 

Pemain Utama dan Inovasi 

• Pelbagai kumpulan akademik telah menunjukkan bateri utama ZnAgO bercetak fleksibel yang menjanakan paparan e-dakwat dengan daya tahan mekanikal yang tinggi. 

• Demonstrasi CES Flint menekankan prototaip yang fleksibel, selamat dan ringan sesuai untuk pelbagai faktor bentuk. 

Pemerolehan dan Kerjasama 

• Tiada berita pemerolehan awam lagi, tetapi terjemahan industri akademik sedang dijalankan. 

Trend 4: Pengeluaran Besar-besaran Boleh Skala & Pengurangan Kos 

Gambaran Keseluruhan Teknologi  

Flint menyasarkan untuk membuat skala melalui bahan kos lebih rendah (komponen terbitan kertas dan tumbuhan) dan kaedah pembuatan konvensional, menyasarkan kos pengeluaran ≤10% daripada bateri litium-ion. 

Pemangkin Inovasi 

• Kelebihan kos yang ketara kerana bahan mentah yang banyak 

• Pemasangan ringkas tanpa perumah kompleks atau pelarut toksik 

• Meningkatkan pelaburan dalam syarikat permulaan tenaga mampan. 

Pemain Utama dan Inovasi 

• Flint: Merancang perintis pembuatan di Singapura pada 2025. Sasaran kos ~10% daripada kos Li‑ion, skalabiliti besar-besaran melalui pengeluaran roll-to-roll. 

Pemerolehan dan Kerjasama 

• Tiada berita pemerolehan awam lagi, tetapi terjemahan industri akademik sedang dijalankan. 

Trend 5: Kimia Kertas Logam Novel (cth, Zink, Mangan) 

Gambaran Keseluruhan Teknologi  

Sesetengah reka bentuk bateri kertas membenamkan elektrod zink atau mangan dalam matriks kertas, menawarkan kimia akueus yang lebih selamat dan keserasian dengan format yang fleksibel. 

Pemangkin Inovasi 

• Kimia logam akueus mengurangkan risiko kebakaran dan ketoksikan 

• Keserasian dengan logam kos rendah (Zn, Mn) dan teknik percetakan 

Pemain Utama dan Inovasi 

• Flint: Menggunakan logam kitar semula seperti zink dan mangan dengan ketumpatan tenaga sehingga 226 Wh/kg. 

• Penyelidikan mengenai bateri zink-ion fleksibel menggunakan elektrolit hidrogel juga menyokong penyepaduan kertas logam fleksibel, walaupun dalam makmal dan bukannya format komersial. 

Pemerolehan dan Kerjasama 

• Tiada berita pemerolehan awam lagi, tetapi terjemahan industri akademik sedang dijalankan.