Научете повече за трите технологии за замяна

Д-р Джанг описа следните три технологии за термични батерии, повечето от които все още са в лабораторията. Въпреки че все още предстои дълъг път за търговско производство, ние вярваме, че бързото развитие на мобилните електронни продукти ще увеличи цената на батериите, което несъмнено ще ускори технологичните и търговските смущения.

Мобилните телефони, таблетите и носимите устройства процъфтяват, но батерията е едно от тесните им места. Повечето нови потребители на смартфони са разочаровани от живота на батерията. В миналото са използвали мобилните си телефони от 4 до 7 дни, но сега трябва да ги зареждат всеки ден.

Литиевите батерии са най-масовите, предпочитани от спонсори и индустриални специалисти, но в дългосрочен план те може да не са достатъчни, за да удвоят енергийната си плътност. В смартфоните хората прекарват повече време онлайн, по-бързо, а чиповете за поддръжка също трябва да са по-бързи. В същото време, въпреки подобренията във всички енергоспестяващи мерки, екраните стават все по-големи и разходите за енергия се покачват. Д-р Джанг Юеганг, международен експерт по батерии в Китайската академия на науките, каза, че едноседмичните презареждащи се батерии за смартфони може да не са достатъчни.

Плътността на енергията е един от основните показатели за измерване на качеството на батерията и стратегията му е да съхранява все повече и повече енергия в по-леки и по-малки батерии. Например, литиевите батерии на BYD, изчислени по тегло и обем, в момента консумират съответно 100-125 ватчаса/кг и 240-300 ватчаса/литър. Батерията за лаптоп Panasonic, използвана в електрическия автомобил Tesla Model S, има енергийна плътност от 170 ватчаса на килограм. В предишния ни доклад американската компания Enevate подобри данните за катода, за да увеличи енергийната плътност на литиевите батерии с повече от 30%.

За да увеличите енергийната плътност на батериите експоненциално, трябва да разчитате на технологията за батерии от следващо поколение. Джанг Юеганг ни запозна със следните три технологии за термични батерии, повечето от които все още са в лабораторията. Въпреки че има още дълъг път до търговско производство, ние вярваме, че бързото развитие на мобилните електронни продукти ще увеличи цената на батериите, което със сигурност ще ускори прекъсването на технологиите и бизнеса.

Литиева сярна батерия

Литиево-сярната батерия е литиева батерия със сяра като положителен електрод и метален литий като отрицателен електрод. Неговата теоретична енергийна плътност е около 5 пъти по-голяма от тази на литиевите батерии и все още е в ранните етапи на развитие.

Понастоящем литиево-серните батерии са обещаващо ново поколение литиеви батерии, които навлязоха в областта на лабораторните изследвания и различни предварителни фондове и имат добри търговски перспективи.

Въпреки това, литиево-серните батерии също са изправени пред някои технически предизвикателства, особено химическите свойства на данните за отрицателния електрод на батерията и нестабилността на литиевия метал, което е основен тест за безопасността на батерията. Освен това много аспекти като стабилност, формула и технология са изправени пред неизвестни предизвикателства.

В момента в Обединеното кралство и САЩ повече от една организация изучава литиево-серни батерии и някои компании заявиха, че ще пуснат такива батерии тази година. В своята лаборатория в Бъркли той изучава и литиево-серни батерии. В по-взискателна тестова среда, след повече от 3,000 цикъла, са получени задоволителни резултати.

литиево-въздушна батерия

Литиево-въздушната батерия е батерия, в която литият е положителният електрод, а кислородът във въздуха е отрицателният електрод. Теоретичната енергийна плътност на литиевия анод е почти 10 пъти по-голяма от тази на литиевата батерия, тъй като металният литий на положителния електрод е много лек, а кислородът от активния положителен електрод съществува в естествената среда и не се съхранява в батерията.

Li-air батериите са изправени пред повече технически предизвикателства. В допълнение към безопасното запазване на металния литий, литиевият оксид, образуван от реакцията на окисление, е твърде стабилен и реакцията може да бъде завършена и редуцирана само с помощта на катализатор. Освен това проблемът с циклите на батерията не е решен.

В сравнение с литиево-серните батерии, изследванията върху литиево-въздушните батерии са все още в ранен етап и никоя компания не ги е пуснала в търговска разработка.

Магнезиева батерия

Магнезиевата батерия е първична батерия с магнезий като отрицателен електрод и определен метален или неметален оксид като положителен електрод. В сравнение с литиевите батерии, магнезиево-йонните батерии имат по-добра стабилност и по-дълъг експлоатационен живот. Тъй като магнезият е двувалентен елемент, качеството му е по-високо