在20世纪90年代，锂离子（锂离子）电池的商业化迎来了新的创新时代。这种革命性的电源使新产品的设计能够从移动消费电子产品到电动汽车到复杂的军事和医疗应用。如今，锂离子电池仍在每天触及生活的数百种产品中发挥着基本作用。
具有讽刺意味的是，许多用这种革命性的电源制造出来的产品，现在的需求却暴露了锂离子电池的局限性。今天的消费者期望下一代设备、可穿戴设备和其他产品更小、更安全、更持久。锂离子电池给设计工程师带来了几个挑战，他们的任务是开发下一波小型化消费电子产品。
对于这些较小的应用，银锌被证明是锂离子电池和其他电池化学的极具吸引力的替代品。对于关注四个关键领域的制造商和设计工程师来说尤其如此:
- 能量密度和运行时间
- 安全
- 监管和运输复杂性
- 设备寿命和维修权
在这些关键领域，银锌为设计更安全、更持久、更耐用的小型化产品提供了必要的属性。
能量密度:在更小的空间里储存更多的能量
虽然锂离子电池将继续成为许多产品的电源选择，但面对更小设备需求的制造商将会找到银锌电池的一个受欢迎的替代品。由于其结构，银锌在小尺寸电池中提供了更高的能量密度——这是锂离子电池所不能拥有的特性。
在250毫米以上的电池中，银锌的能量密度与锂离子类似3.．银锌的真正优势在需要更小电池的设备上变得显而易见。随着可用空间的缩小，锂离子能量密度急剧下降，这是因为其缠绕的“果冻卷”结构、芯轴腔和电极的较低电流密度(图1)．
1.由于银锌电池的平面施工，能量密度仍然比例，大小降低。锂离子电池中的心轴腔的存在意味着当电池尺寸减小时，活性材料构成电池的比例较小的区域。结果，能量密度基本降低。
随着尺寸的减小，银锌电池提供更高的能量密度值和更长的运行时间比任何其他电池在相同体积范围内(< 250mm)3.）(图2)．例如，ZPOWER.已开发出体积为156毫米的微电池，密度约为340瓦特小时/升(Wh/L)3.．随着电极利用率的增加，到2019年底，这些微电池的能量密度将达到370 Wh/L，到2021年将达到400 Wh/L。
2.随着微电池体积的减小，银锌保持较高的密度，而锂离子的能量密度迅速下降。
安全：解决热门行业问题
近年来，荔枝电池周围的安全事件吸引了媒体和法律关注的手机，这是开始融化的笔记本电脑。这些故事不仅仅是轶事。爆炸锂离子电池由于电子烟设备在过去的两年里，有超过2000人被送进了急诊室。根据美国联邦航空管理局的数据，2018年，锂离子电池起火导致大约每10天一次美国商业航班停飞。
虽然锂离子电池故障不太可能，随着市场中的锂离子动力装置的增殖，甚至小的故障率也可能具有很大的影响。2006年，一个人的事件有1英寸 - 20,000人击穿触发召回近600万个设备当微小的金属颗粒接触到电池的其他部分，导致短路。这种召回范围不仅会影响制造商的盈利能力，还会导致消费者对品牌产品的质量和安全产生担忧。
银锌电池使用一种水化学物质，不会造成火灾或过热的风险。这在可穿戴设备、可听设备、医疗设备、车载军事设备和其他与用户密切接触的技术应用中尤为重要。
银锌化学的安全性也为设计提供了好处。银锌电池不需要所有锂离子电池所需要的额外的安全电路。这就释放了宝贵的设计空间，从而能够创造更小的设备。
航运规则:银锌赢得了它的翅膀
尺寸和安全性并不是锂电池给制造商带来的唯一缺点。由于其化学性质，锂离子电池也会对运输、成本和便利性造成障碍。
最近的运输法规对锂离子电池的运输有很大的限制。在散装运输时，小型锂离子电池被归类为危险物品，在空运过程中不能携带超过30%的电量。这可能导致电池耗尽，这可能反过来影响设备的性能，一旦安装。锂离子电池的运输规定还包括一系列的包装、标签和处理要求。
这种限制在较小的出货量和二手设备上继续存在。例如，损坏的锂离子电池在任何情况下都不能空运，这可能会导致客户退货维修的延迟和不满。对于那些拥有军事和医疗设备的人来说，这可能是一个更大的问题，因为这些设备可能迫切需要更换或修理。锂离子电池运输的局限性甚至延伸到了消费者层面。联邦法规禁止航空乘客在托运行李中携带备用或更换电池。
不久将对锂离子电池的运输提出更多的要求，以进一步解决烟雾、火灾、可燃气体或电池组内电池被迫热失控时的爆炸所带来的危害。
相比之下，银锌不受任何航运或运输限制。因为它们毒性较小，不易燃，银锌电池被视为与其他碱性电池相同的光。它们可以在全球任意发货，没有任何限制或特殊包装。这不仅提高了响应时间和便利性，而且还降低了供应链中的风险、成本和物流复杂性。
设备寿命：银锌远距离
锂离子电池的安全问题不仅影响电池的运输方式 - 它们也会影响器件的设计方式。设计师使产品无法分开，以保护消费者免受它们内部的锂离子电池受伤。以这种方式设计的设备无法由制造商之外的任何人修复 - 如果它们完全可以修复。
事实上，所有电池在第一次充电时就会开始失去容量，而且这种容量损失会在每个充电周期中持续。每个拥有锂电池手机的人都经历过这种电池随着时间的推移而变弱。如果用户拥有的设备的电池无法充电，则必须将设备寄回，并支付更换电池的费用(如果可能的话)，或者购买新设备。
事实上，这种设计方法产生的问题已达到如此政府正在踩到的这种能见度。18个州引入了有关用户“修理”电子设备的权利的立法。最极端的立法形式来自华盛顿州，该州目前正在考虑一项法案，该法案将完全禁止销售没有可拆卸电池的电子设备。
银锌电池是不易燃的，运行电压比锂离子电池低。因此，它们是安全的，如果吞咽或摄入的风险更小。出于安全性考虑，银锌电池也可以设计成可从设备上拆卸下来，因此消费者可更换。这延长了设备的使用寿命，改善了消费者的体验，并减少了电子垃圾。
小型应用的巨大好处
锂离子电池已经使数以百计的创新电子产品得以创造和开发，而且它们在未来将继续这样做。然而，随着对更小、更安全、能量密度更高的电源需求的增长，锂离子电池在这些应用中的缺点变得越来越明显。
Silver-Zinc直接解决了制造商和设计工程师遇到的许多设计，安全和权力问题。在寻求更好的微滴定量的情况下，银锌具有无与伦比的能力，可以将大能量和创新装入越来越小的空间。
蒂姆·鲍尔斯(Tim Powers)是公司业务发展副总裁ZPOWER.．
