2023十大新兴技术，柔性电池竟然位列第一
世界经济论坛第十四届新领军者年会（又称“夏季达沃斯论坛”）6月27日至29日在天津召开。论坛公布了《2023年十大新兴技术报告》，罗列了十项将在未来三到五年内对社会产生重大积极影响的新兴技术。
这十大新兴技术包括柔性电池、生成式人工智能、可持续航空燃料、工程噬菌体、改善心理健康的元宇宙、可穿戴植物传感器、空间组学、柔性神经电子学、可持续计算、人工智能辅助医疗。
世界经济论坛的这份《十大新兴技术报告》影响力还是很大的，报告发布已经有十多年了，每次评选，都是通过了一个国际专家指导小组基于创新性、应用性、深度和影响力等标准的评估，从近100项技术中选择出来。
2023年的报告首次增加了影响力范畴，纳入了对每项技术将如何影响人类、地球、经济繁荣、产业发展和公平性的定性评估。
图说：柔性电池的影响印迹情况
来源：世界经济论坛《2023年十大新兴技术报告》
这些“影响印迹”（Impact fingerprint）是基于从20个国家的90多位专家那里收集的数据，其中包括来自中国农业大学以及南京农业大学的学术专家的参与。
生成式人工智能是今年的大热门，被列入第二位，符合大家预期。在2022年底因ChatGPT发布而引起了公众广泛关注。生成式人工智能正在迅速发展，将在教育和研究等多个行业引发颠覆性变革。
但值得关注的是，柔性电池被列入第一位，确实有点意外。
报告认为，传统的刚性电池可能很快就会过时，而柔性电池因为由可弯曲、折叠和拉伸的轻质材料制成的薄型柔性电池即将进入市场。这种新一代电池技术预计到2027年将达到2.4亿美元的市场价值，在医疗可穿戴设备、生物医学传感器、柔性显示屏和智能手表等领域具有应用前景。
柔性电池将如何改造电池的未来？在哪些领域会得到广泛使用？会颠覆哪些领域？
图说：柔性电池使用场景
来源：《2023年十大新兴技术报告》
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柔性电池使用场景广泛
柔性电池的到来，是基于电子产品的柔性化。
从弯曲和折叠的计算机屏幕到智能服装，电子产品的未来看起来越来越灵活。可穿戴设备、柔性电子器件和可弯曲显示器的快速升级，需要与这些系统敏捷性相匹配的电源。标准的刚性电池可能很快会成为过去式，而可弯曲、可拉伸的轻薄的柔性电池将主导市场。
有些柔性电池的电极还可以涂上甚至印在柔性基材上，包括碳基材料如石墨烯、碳纤维或布料上。
柔性电池在越来越多的领域有应用，包括可穿戴医疗设备和生物医学传感器、柔性显示器和智能手表。由这些电池驱动的健康相关应用可以将数据无线传输给医疗服务提供者，促进对病人的远程监控。
此外，柔性电池还可集成到夹克、衬衫或其他服装面料中，这可以为新兴的基于纺织品的电子产品供电，其功能包括内置加热系统和健康监测。
在消费电子行业，柔性电池可以促进真正灵活的智能手机、平板电脑和其他设备的开发。这不仅会使这些小工具更加耐用和抗损坏，而且还为创新设计和外形因素开辟了新的可能。想象一下可以卷起并塞进口袋的智能手机，或可以折叠并存放在小包中的平板电脑，是多么方便和酷炫。
此外，柔性电池还可以在软性机器人技术的发展中发挥至关重要的作用，软性机器人是由柔性材料制成的，可以模仿生物体的运动和能力。这些机器人有可能彻底改变制造业、农业甚至太空探索等行业，它们适应不同环境和任务的能力将提供无限可能。
来源：Imprint Energy
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柔性电池需要解决哪些挑战
柔性电池的制造也会促进一些新型材料的发展。
柔性电池领域最有前途的发展之一是使用可拉伸聚合物作为电池的主要材料。这些聚合物可以拉伸至原始长度的几倍而不会断裂，使其成为制造柔性电池的理想选择。通过将导电材料融入聚合物基质中，研究人员已经能够制造出可以拉伸而不会失去存储和输送能量的电池。
除了可拉伸聚合物之外，研究人员还在探索其他材料和设计来制造柔性电池。例如，一些研究人员开发了使用液态金属合金的电池，这种电池可以拉伸和变形而不会失去导电性。还有一些人使用可拉伸材料和传统电池组件（例如锂离子电池）的组合来制造电池，以创建兼具灵活性和高能量密度的混合系统。
柔性电池市场预计将在未来几年迅速扩大。一项研究预测，从2022-2027年，全球柔性电池市场将增长2.4047亿美元，在此期间的复合年增长率为22.79%。增长的主要动力预计是对可穿戴设备的需求不断增加，以及电子产品日益小型化和灵活化的趋势。
一些公司正在积极开发和商业化柔性电池技术，包括LG化学、三星SDI、苹果、诺基亚、Front Edge Technology、意法半导体、Blue Spark Technologies和Fullriver Battery New Technology。
然而，这一领域仍有创新空间，随着技术的发展，新的参与者可能会进入市场。
尽管柔性电池具有令人兴奋的潜力，但在它们成为主流电源之前仍然需要解决一些挑战。主要关注点之一是开发能够以合理成本大规模生产这些电池的制造工艺。此外，研究人员必须继续提高可拉伸电池的性能，包括能量密度、充电速度和整体耐用性。
此外，与所有的电池一样，需要克服的一个障碍是它们的安全处置和回收，这应该会随着技术和相关应用的出现而驶入正向循环。
总之，柔性电池代表了能源存储领域的重大突破，有可能彻底改变广泛的行业。随着研究人员不断完善他们的设计并克服剩余的挑战，这些灵活的电源成为我们日常生活不可或缺的一部分只是时间问题。
柔性电池技术及其相关产业的革命性进展预计将在未来许多年内继续。
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参考资料：
[1]https://www3.weforum.org/docs/WEF_Top_10_Emerging_Technologies_of_2023.pdf
[2]https://www.energyportal.eu/news/the-flex-factor-how-stretchable-batteries-are-shaping-the-future-of-energy-storage/36456/
[3]https://www.weforum.org/reports/top-10-emerging-technologies-of-2023
[4]https://www.ccpit.org/belgium/a/20230630/20230630kbe8.html
