电池是现代生活不可或缺的组成部分。它们储存太阳能电站收集的电能,为智能手机供电,甚至在燃油车中也有所应用。正因为太过实用,人们往往忽视了电池存在的问题:部分电池使用对人体有潜在危害的金属,另一些电池则在受损时容易起火甚至爆炸。
许多公司都在尝试解决这些问题。总部位于新加坡的初创公司Flint,正以一款"纸质电池"加入这场竞争。今年1月,笔者在年度消费电子展CES上亲手体验了这款产品。该电池部分采用纤维素(cellulose)制成,质地轻薄、可弯折,既可以做成一张厚纸般的扁平片状,也能制成标准家用AA或AAA电池的形态。即便受损,电池也不会起火或漏液,而且与"纸"这个名称给人的直觉相反,它靠近明火也不会燃烧。此外,该公司还声称,这款电池所使用的有害金属远少于其他类型的电池。
Flint创始人Carlo Charles表示,公司的创立初衷正源于安全性与可持续性这两点。"创业之初,我们思考的问题是:如何让电池变得更安全、更可持续。这并不是一开始就计划好的商业项目,更像是一个充满热情的个人追求,一步步发展到了今天。"
Flint电池已于2026年1月正式投产,并与罗技(Logitech)达成合作,计划在部分设备中试点使用。
并非首创,但技术路径截然不同
Flint并不是第一家推出"纸质电池"的公司。IEEE Spectrum此前曾报道过多次早期尝试,包括一款利用微生物呼吸作用驱动的"折纸电池",以及法国初创公司BeFC开发的生物燃料纸质燃料电池。
然而,Flint与这些前辈之间的差异,远比表面看起来要大。
此前的案例均属于酶促燃料电池,其原理是将有机燃料转化为电能,以纸(即纤维素)作为电池结构与机械设计的一部分。尽管这类装置可以像电池一样使用,但从技术层面而言,它们并不是真正意义上的电池,因为它们依赖燃料发电。
Flint的技术则是货真价实的电池。其阳极采用锌,阴极采用二氧化锰,这与为电视遥控器、数字时钟等数百种家用设备供电的普通碱性电池化学原理如出一辙,是一种经过充分验证的成熟方案。
纸从何而来?
"我们尽可能地将纤维素融入每一个电池组件,"Charles说,Flint电池可以将纤维素用于外壳、阴极、电解质以及隔膜等部件。"我们从化学成分中去除了PFAS(全氟和多氟烷基物质)、钴,以及溶剂。"
Charles的灵感来自新加坡南洋理工大学研究人员发表的一篇论文,该论文探讨了一种"水凝胶增强纤维素纸"电池设计方案。Charles后来与其中一位研究人员范红金(Hong Jin Fan)取得了联系,对方在Flint早期发展阶段给予了重要建议。
纤维素的应用是该公司宣称产品更环保的核心依据。纤维素替代了那些对人体有害、或生产过程对环境破坏严重的金属与化学物质。以钴为例,它可能导致心肌病,而钴矿开采也会对当地环境造成极大破坏。
此外,Flint电池不含碱性电池中的腐蚀性材料,也不含锂离子电池中的易燃材料,这大幅提升了电池的安全性和物理柔韧性。虽然并非所有Flint电池都以柔性设计为主,但该电池可以制成超薄形态,笔者在现场便用拇指和食指轻松将其弯折。
直面锂离子电池的挑战
Flint电池的化学原理与碱性电池相近,但公司同样希望在某些应用场景中与锂离子电池一较高下。
这绝非易事。锂离子电池的优势之一在于其远高于碱性电池的工作电压。碱性电池最高可提供1.5伏特,而锂离子电池最高可达4.2伏特。
Charles表示,Flint电池同样能够达到这一水平。"我们的电池可以输出高达4.2伏特的电压,能量密度达到226瓦时/千克。"该电池支持充电,循环寿命可达1000次,与锂离子电池大体相当——后者根据化学体系的不同,循环寿命通常在300次至2000次以上不等。
目前,Flint尚未发布技术白皮书,具体设计细节仍处于保密阶段。公司发言人表示,Flint的技术涵盖"针对阴极、电解质、阳极和隔膜所做的专有改进"。
尽管Flint对其电池提出了诸多大胆主张,但Charles也坦承,与锂离子电池竞争难度不小,公司目前尚未准备好挑战对功率密度要求极高的应用场景。
"我们暂时不打算进军电动汽车领域,因为该领域对循环寿命和功率密度的要求更为严苛。"他表示,Flint的目标是家用低功耗设备,如传感器、遥控器、便携医疗设备,乃至智能手机。"我希望用Flint电池,替换掉我家里和办公场所中所有能看到的、需要电池的设备。"
2026年的关键考验
2026年将是这一愿景的重要检验之年。
目前,公司正在与罗技等潜在客户洽谈合作。罗技是PC及智能手机外设领域的知名品牌,Flint在罗技2025年"未来积极挑战赛"中脱颖而出,双方已达成合作,计划试点使用Flint的AAA电池。
若合作进展顺利,这将帮助Flint证明其技术在减少电池环境影响方面的实际效果。"罗技每年随产品出货的电池数以百万计。即便每件产品只能减少几克碳排放,累积起来对他们来说也是相当可观的影响,"Charles说。
Q&A
Q1:Flint纸质电池和普通碱性电池有什么区别?
A:两者都使用锌和二氧化锰作为正负极材料,化学原理相似。但Flint电池最大的不同在于大量引入纤维素,替代了阴极、电解质、隔膜等部件中原本使用的金属和化学物质。Flint电池去除了PFAS、钴和溶剂,不含腐蚀性或易燃材料,安全性更高,同时支持充电,最高可输出4.2伏特,而普通碱性电池通常只有1.5伏特且不可充电。
Q2:Flint电池能用在电动汽车上吗?
A:目前暂时不行。Flint创始人Carlo Charles明确表示,公司短期内不打算进军电动汽车领域,原因是电动汽车对电池的循环寿命和功率密度要求更高,Flint电池目前尚未达到该水平。公司当前的目标市场是家用低功耗设备,如遥控器、传感器、便携医疗设备和智能手机等。
Q3:Flint电池现在能买到吗?在哪些产品里能用到?
A:Flint电池已于2026年1月正式投产。目前公司已与罗技达成合作,计划在部分设备中试点使用Flint的AAA电池。不过现阶段仍处于商业试点阶段,尚未作为消费品大规模上市销售,消费者还需等待后续进展。
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