钜大LARGE | 点击量：1220次 | 2021年04月14日
什么是超薄可弯曲柔性电池？会对智能手机的续航出现重大影响吗？
经过2018年手机行业的全面屏、渐变色、三摄、升降摄像头、挖孔屏的热潮后，2019我们将迎来未来智能手机形态和交互的全新变革期，比如可折叠手机的上市，以及首批5G产品的上市。可折叠手机最大的优势在于其柔性折叠，那么是什么赋予手机这种特性呢？
所谓的折叠屏手机，可折叠即代表柔性，那屏幕肯定不能采用传统的硬屏，不然一掰就碎屏了。这就要引入新材料让基板软下来。
图屏幕折痕和平整度将会直接影响观感来自新浪科技
基板材料面对的挑战是既要有材料的钢性还要兼顾材质的弯折性，以及回复性，长时间弯折能否回复到原始形态，这是折叠屏具有折叠属性的特质。满足折叠屏生产的盖板材料要同时满足柔韧性、透光率以及很强的表面防划伤性能。
目前的屏幕基底材料以玻璃为主，但是玻璃不能弯曲折叠，因此塑料的特性成为折叠屏眼下最适宜的基底材料。荧幕基底换成薄膜后不仅基底能够折叠，还可提高屏幕的抗摔性，同时屏幕更加轻薄。以下为列举的几种重要基底材料性能比较；
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
几种材料的性能表
从上表可看出形变量最大的为PET、CPI，PET的应变值为20.37，但是PET在长期的弯折下可能会出现塑性变形，CPI的应变值为29是目前较高的，而且CPI耐高温可达250℃以上，性能最佳。布局的智能手机折叠屏柔性材料多采用CPI，选用PET的较少。
CPI透明聚酰亚胺薄膜制备方法
制备透明聚酰亚胺薄膜的重要工艺流程为：
聚合
聚酰亚胺(PI)为主链含有酰亚胺结构的一类聚合物，独特的芳杂环结构赋予其优越的性能，被称为高分子材料之王。聚酰亚胺单体是由二元酐和二元胺合成，合成方法重要有一步法、二步法、三步法和气相沉积聚合法。
由于传统PI薄膜通常呈现棕黄色，对可见光的透过率低，因此通过在聚酰亚胺的分子结构中引入含氟基团、脂环结构、含砜基基团、柔性基团、大侧基和非共平面结构可进行优化，降低分子内和分子间用途力来减少电荷转移络合物（CTC）的形成，从而使膜表面出现一定的取向结构，从而制备出无色透明耐高温聚酰亚胺薄膜CPI（ColorlessPolymide）。
聚合合成工艺关于透明聚酰亚胺薄膜的性能，厚度，使用领域等具有较大影响。
流延成膜
在合成聚酰胺酸溶液后，具有一定黏性的聚酰胺酸通过特定的成型方法成为均匀、特定厚度的薄膜。
干燥
加入一定的干燥脱溶剂将聚酰胺酸液态转为固态。
制膜成型
其中成型工艺关于薄膜的性能和生产方式影响极大，较为常用的方法为流延法和拉伸法，高性能的聚酰亚胺薄膜制备一般采用拉伸法。
亚胺化
亚胺化处理的方法有热亚胺化法和化学亚胺化法。热亚胺化法是将聚酰胺酸加热到一定温度，使之脱水环化；化学亚胺法是向温度保持在-5℃以下的聚酰胺酸溶液中加入一定量的脱水剂和触媒，快速混合后加热到一定温度使其脱水环化。
在应用过程中，制备折叠屏手机屏幕的柔性材料还有一个特点就是不仅要具备柔性，还要有一定的耐刮性能。涂布硬化也是其较为重要的一步，同时是目前的一大难点。
涂布硬化
制备出的透明聚酰亚胺要想具备一定的耐刮性能，就要在基材上进行涂布加硬固化。但是硬度和绕折性两者之间的平衡是柔性发展的瓶颈。因为基材经过硬化处理后，在反复绕折下，硬化层可能会出现龟裂，造成屏幕硬度降低影响外观效果。所以目前表面硬化和柔性的平衡是柔性屏发展突破的关键。据了解，目前三星的透明CPI膜涂布加硬合作公司为住友。
透明聚酰亚胺薄膜具有传统PI的优异性能，具有高耐热、高可靠、耐挠曲、低密度、低介电常数、低CTE、易于实现微细图形电路加工等特性，还克服了传统PI薄膜浅黄或深黄颜色的缺点，不仅应用于折叠屏的柔性显示技术，而且可用于薄膜太阳能电池、柔性电路板的柔性衬底。
根据权威机构IHS预测，到2022年，柔性显示屏幕的市场规模将由2016年的37亿美元增至155亿美元，上升率将超过300%，并且到2020年，柔性屏幕的营收将占到显示屏市场总营收的13%。与此同时，到2020年，柔性衬底的市场空间也将达到5亿美元，其中超过95%的市场将由塑料衬底所占据。
随着光电材料的飞速进步，基于有机发光半导体（OLED）的可挠曲的柔性电子电器得到了巨大的发展，透明聚酰亚胺薄膜（CPI）市场的需求也开始扩张，除了具备量产量力的韩国Kolon和SKC，国内厂家逐步涉及高性能CPI材料的研发及生产。例如山东冠科光学科技、武汉柔显科技股份有限公司、深圳瑞华泰薄膜科技有限公司、桂林电器科学研究院有限公司、时代新材、丹邦科技、长春高琦、台湾永捷、奥克集团等。
