第一节 纸电池的概念
纸电池是一种片状纤维素所制成的电池，由于和片状纤维素和纸相似，故得名。它的制造方法是在片状纤维素上面填满了排列整齐的碳纳米管。碳纳米管是作为电极，用以导电。它的功用既像锂离子电池，又像超级电容器。相较于一般传统电池，它能提供一个长期，稳定的功率输出，并像超级电容器一样能快速放出高能量。一般传统电池是将数个单独的组件组合起来，然而纸电池却是将所有的电池组件集合在一个单一的结构内，使之更加有效能。（可研报告）
第二节 纸电池原理
简单而言，纸电池是由前后两个封装层材料，将正极、负极、集电极及电解质层层密封在内部，组成一个封闭的电化学体系，只露出两个电极用来和外部连接以输送电流。不同于传统电池，纸电池为了实现柔性，电化学有效成分必须实现浆料化、油墨化及较低的烘干温度，以实现在柔性衬底的沉积。以负极油墨为例，负极的主要成分为锌，但是固体的锌片或者粒度较大的锌粒难以实现在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）衬底上柔性化，不同厚度的锌皮也可能随着电化学反应的进行出现消耗，从而导致电阻变化过大甚至断路。因此，纳米尺寸的细微锌粉被分散到柔性黏结剂当中，然后再被印刷到柔性衬底上。一方面，柔性黏结剂能够实现将锌粉牢固地黏接在衬底上，另一方面，能够保证相邻锌粉之间相互黏接，确保在纸电池使用过程中（尤其是针对一些柔性可弯曲器件的弯曲卷绕）锌粉不剥落，同时保证应有的电化学性能。
由于纸电池采用非常廉价的塑料基材如聚丙烯（PP）、PET作为衬底，因此，整体可印刷浆料的设计过程当中需要考虑合适的烘干温度，不能造成黏结剂的热分解。
中电解质实际上包含了隔膜纸和电解液2个部分。有别于传统的液态电解质，柔性纸电池中为了满足多次弯曲的要求，采用的是胶态/固态电解质体系。采用胶态电解质体系，能够降低电池漏液的可能性，延长电池的使用时间；并且由于其易加工性，能够在生产过程中提高效率和整体产品的良品率。
第三节 纸电池研发历史
锌-二氧化锰系列电池是世界上最古老的电池品种之一。自从1865年法国工程师Lechanche制作出第一块以氯化铵水溶液为电解液的中性锌锰电池起，已有150 余年的历史。在这一个半世纪的技术发展中，电池逐步经历了从湿电池到干电池，从糊式电池到纸板电池，从氯化铵型到氯化锌型再到碱性锌锰电池的发展。锌锰体系电化学系统由于其原材料低廉的价格、资源的丰富、相对的安全性和环保型，一直保持着良好的生命力。
另一方面，越来越多不同类型用电器的出现也对电池提出了不同的要求。尤其是现在电子产品越来越多地以一种薄形化、柔性化的方式出现，这就对与之相匹配的电源提出了新的需求。在保证足够电容量的同时，实现一定的柔性度就成了某些应用的特定要求。
2006年，芬兰Enfucell公司和以色列PowerPaper公司张霞昌提出印刷纸电池概念，自此薄型柔性纸电池在全球范围内受到关注。Enfucell公司利用纸包装中的传统电池技术研制出既有利于环保、且价格低廉的1.5 V超薄纸质电池，其厚度可达0.5mm，这种电池可以在广泛的温度和湿度范围内以恒定速度产生电流，如有必要可将若干个电池叠加起来使用。该电池避免了传统电池所带来的金属、锂及碱性氧化物等有害物质的泄露问题，使用后可作为一般家庭废物加以处理。张霞昌也因此被誉为纸电池之父；该项纸电池技术被美国《时代》周刊评为2006年度八大最佳创新技术之一，其本人也荣获“2006影响世界华人大奖”。
由于纸电池的容量较传统电池小很多，其应用的产品将限定在只需微小电流的领域。因此，纸电池与传统电池应用领域完全不同，不存在所谓竞争关系。现在纸电池已经在射频识别（RFID）、微型标签显示器、智能卡、智能保证、化妆品等领域得到初步应用；随着人类对印刷电子新产品越来越多的兴趣和开发，可以想象纸电池将来的发展将是巨大的。低功耗的可穿戴电子、医疗器件、物联网应用（IOT）的发展会带来万亿元的纸电池市场。
纸电池的应用集成服务就是将纸电池集成到这些终端应用产品上，使终端应用产品能在大规模生产线上和纸电池生产一次完成。目前，薄膜印刷纸电池的终端产品包括有源/半有源型的RFID 电子标签、标签传感器、智能卡和智能包装、医用电子药贴和化妆品等。除了RFID电子标签外，其他印刷电子产品如电子显示标签、微传感器电子标签、智能标签等都是未来纸电池的最佳应用领域，且部分应用纸电池的印刷电子产品已逐步进入市场。
第四节 纸电池市场前景
纸电池与传统电池相比，在储存能源和充电周期寿命方面的表现一样良好。实验显示，将碳纳米管纸张放入传统充电池，可减少20%重量。加州大学伯克莱分校化学教授杨培东认为，这种技术可在短期内商业化。
哈尔滨工业大学理学院应用化学系的孙克宁教授认为，每一种电池都是根据不同的需要而特别设计和发明的。由于不同的电池有不同的特性，所以某一种电池不可能是万能的，这种新型纸电池也不例外。
新型纸电池作为一种新概念电池，运用前景肯定是有的。但是从公布的纸电池的生产方法上看，生产这种纸电池所需要的碳纳米管的生产成本很高，不适合大批量生产，因此其实用性也是有限的。还只能把这种新型纸电池定位为一种探索性
研究发明。由于工艺和其他方面的原因，它并不能替代广泛使用的其他种类的电池，也不可能在短时间内占有市场。
对于笔记本电脑、手机、数码相机乃至汽车都是一种理想的驱动装置。因为可塑性强，这种电池甚至可以被做成车门的形状。在驱动微型医疗装置(譬如心脏起搏器)方面有着其它电池不可比拟的优势。
研究者正在努力降低纸电池的成本，期望未来能够像印刷报纸那样，利用印刷技术大量制造电池。
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