刘 皓 ，毛照斐

（1.天津工业大学 纺织科学与工程学院，天津 300387；2.天津工业大学 智能可穿戴电子纺织品研究所，天津300387）

目前，市面上主流的可充电电池有镍镉、镍氢、铅酸、燃料和锂离子电池等，但它们都存在一些难以解决的问题。镍镉电池含有重金属镉，电池发生泄露或废弃后对环境和人体会造成较大的伤害；循环寿命较长、材料环保的镍氢电池，需要稀土材料才能制备，生产成本高，且体积能量密度较低，工作温度范围狭窄；铅酸电池虽然价格便宜，在使用时安全能得到保障，但其能量密度低，充电速度慢，循环寿命短，且含有易对环境与人体造成伤害的重金属；燃料电池是较理想的电池，使用方便，能量转化效率高，但目前技术尚不够成熟，产品开发成本高[1]；锂离子电池（LiBs）是目前最常用的可充电电池，能量密度高，使用寿命长，但其生产成本最高，制备工艺最复杂，存在安全隐患[2-3]。这些问题使得上述几种电池在智能可穿戴领域的应用受到诸多方面的限制[1，4-6]。与此相比，可充电镍锌（Ni-Zn）电池在近些年受到了广泛的关注。Ni-Zn 电池具有高的工作电压（≈1.7 V）、高的理论能量/功率密度（≈372 W·h/kg）、易于封装（无需特殊条件）、环保[7-8]、成本低（锌的原材料价格远远低于锂离子电池）[9]、工作温度区间广（-20～60 ℃）以及安全性好（不含易燃物质）[10]等优点，可以很好地满足可穿戴产品对供能装置的各项需求，具有广阔的应用前景。

1 可充电Ni-Zn 电池工作原理

可充电Ni-Zn 电池一般由镍正极、电解液、隔膜和锌负极等组成，其中正极主要是一些镍的化合物，电解液一般为碱性的KOH 溶液，负极的主要活性物质是ZnO/Zn。……