在电池技术的不断演进历程中，纸电池作为一种创新型电池技术，正逐渐走进大众视野。了解纸电池，首先要明晰其工作原理。纸电池主要基于电化学原理运作，以植物纤维素为关键材料，纤维素不仅为电池提供了结构支撑，还在离子传输过程中发挥重要作用。当电池处于工作状态时，电池内部发生氧化还原反应。以锌 - 锰纸电池为例，负极的锌失去电子发生氧化反应，产生锌离子，电子通过外部电路流向正极，形成电流，为外接设备供电。而在电池内部，水基电解质中的离子则在电场作用下，在正负极之间定向移动，维持电荷平衡，确保电池持续稳定地工作 。
近日，新加坡初创公司 Flint 正在研发的纸电池，便是基于上述原理，利用可再生能源化学性质。其电能存储能力超过 220 瓦 / 千克，能量密度与现有锂电池相当 。这种电池采用植物纤维素、水基电解质和可回收金属等纯可持续材料制造，在生命周期结束后可回收并丢入堆肥，实现完全可持续发展。
从设计理念来看，Flint 公司重新思考整个电池系统，利用纤维素作为离子传输媒介，用锌和锰等金属取代钴和锂等不可再生资源。而且，基于纤维素用途广、柔韧性好的特点，制造商可根据设备空间设计电池结构，不必围绕固定电池砖进行设计。在成本方面，Flint 公司预计最终能以约 50 美元 / 千瓦时的价格制造电池，不到 2024 年锂离子电池平均成本的一半。此外，这种纸电池使用水基电解质，稳定无毒，几乎消除了发生灾难性火灾的可能性，比锂电池更安全、更稳定。
图：纸电池技术现状与我国的突破
而在我国，近年来纸电池技术也取得了令人瞩目的突破。西北工业大学柔性电子研究院的科研团队成功研制出柔性纸基金属电池。该团队将传统造纸工艺与电池技术相结合，通过特殊工艺制备出的电极，不仅具备出色的电化学性能，还保留了纸张的柔韧性和轻薄性。利用可工业化生产的造纸技术，实现了电极的快速批量制备，降低了电池生产成本，使柔性电池的生产更加环保高效。
这种柔性纸基金属电池具有高柔韧性和可弯曲性，为新型电子技术产品的创新带来了新机遇。例如，与现有柔性显示技术相结合，有望推动可折叠手机和可弯曲设备的发展，让折叠屏手机实现任意角度的折叠。在未来，还可能提高医疗检测水平，推动可穿戴电子设备的普及以及促进电池技术向可持续方向发展。
我国在纸电池技术上的突破，与国际上对纸电池的研发探索相互呼应。尽管目前纸电池技术距离大规模商业化应用或许还有距离，但无论是国际上对可持续纸电池的研发，还是我国在柔性纸基金属电池方面的成果，都为电池技术的未来发展开辟了新路径。随着技术的不断进步和完善，纸电池有望在新能源、电子设备等众多领域发挥重要作用，改变我们的生活和产业格局。
