综述:柔性无线充电储能装置

【字体: 时间:2025年08月29日 来源:Journal of Energy Storage 9.8

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  这篇综述系统阐述了柔性无线充电储能装置(FSCs)在柔性电子领域的前沿进展,重点解析了电磁感应(EMI)、磁耦合共振(MCR)和射频(RF)三种无线充电技术原理,并从材料、工艺、结构设计多维度探讨了与柔性超级电容器(FSCs)的集成策略,为下一代可穿戴设备、智能纺织品等应用提供了高效无缆化能源解决方案。

  

柔性无线充电储能装置正引领能源技术革命。随着柔性电子设备的爆发式增长,传统刚性储能方式已无法满足可穿戴设备、智能纺织品等新兴需求。这种创新装置通过电磁场实现能量无线传输,彻底摆脱了物理连接限制。

无线充电技术解析

电磁感应(EMI)充电凭借简单可靠成为主流,但传输距离受限;磁耦合共振(MCR)突破距离桎梏却面临效率挑战;射频(RF)充电可实现远距离传输,但功率较低。三种技术各具特色,为不同应用场景提供多样化选择。

柔性超级电容器(FSCs)的优势

相比传统电池,FSCs展现出超高功率密度(达104 W kg-1)、秒级快速充放电和超长循环寿命(>105次)。其双电层电容(EDLCs)、赝电容(PCs)和混合型(HSCs)三种类型,通过材料创新持续提升性能。

集成技术突破

通过将接收线圈与电容器集成,研究人员开发出厚度仅0.5mm的柔性复合器件。采用MXene/石墨烯等新型二维材料,能量密度突破50 Wh kg-1。激光直写等先进工艺实现微米级精密加工,使器件弯折半径<1mm时仍保持90%以上容量。

应用前景与挑战

该技术在医疗监测贴片、电子皮肤等领域展现出巨大潜力。但当前仍面临能量转换效率(<70%)、批量生产一致性等瓶颈。未来通过人工智能优化充电算法、开发自修复材料体系,有望实现真正"无感化"能源供给。

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