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可穿戴設備是消費電子領域最具創(chuàng)新性的技術突破之一，有望在不久的將來得到更多發(fā)展。在儲能設備領域，鋰離子電池（LIB）系統(tǒng)一直是黃金標準，因為它具有出色的能量和功率密度，并且是一項已經(jīng)成熟的技術。

然而，毒性、易燃性、環(huán)境問題和有限的自然豐度往往會抵消上述優(yōu)勢，因此必須研究替代方案。非鋰化學物質，如 Na、K、Ca、Al、Mg、Zn離子電池系統(tǒng)由于其豐富的地球資源、有利的經(jīng)濟性和低毒性可以發(fā)揮主導作用。

在此，法國圣太田國立高等礦業(yè)學校Thierry Djenizian等人綜述了除鋰離子電池以外的柔性器件的最新進展，為在柔性系統(tǒng)中實施這些用于儲能的除鋰電池以外的器件提供了強有力的理論基礎，并進行了簡要的經(jīng)濟分析。

此外，作者還詳細介紹了最先進的電極、電池設計原則以及性能參數(shù)等，然后深入回顧了單價和多價金屬離子可充電電池系統(tǒng)，包括使用的電極類型及其新穎的合成過程、電化學性能和其他性能優(yōu)化的關鍵方面。最后，作者簡短討論介紹了一些需要進一步改進的關鍵領域。

圖2. 可穿戴電子應用的技術經(jīng)濟評估和市場細分

從經(jīng)濟角度來看，這些系統(tǒng)與 LIB 系統(tǒng)相比往往具有可比性，甚至具有優(yōu)勢。因此，目前的主要研究旨在提高這些設備的性能，例如，為了提高功率和能量密度，必須研究新的電極和電解液材料以及納微級的新穎設計和3D結構。

考慮到這些因素，隨著在這個高度發(fā)展的領域的深入研究，作者預計設計更好的柔性電池將能夠集成到柔性設備中，并進一步形成一個成熟的領域。

圖2. 柔性電池系統(tǒng)的各種設計機制

Beyond flexible-Li-ion battery systems for soft electronics, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.08.020

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法國圣太田國立高等礦業(yè)學校EnSM綜述: 柔性鋰離子電池以外的可穿戴系統(tǒng)