Lær mere om de tre erstatningsteknologier

Dr. Zhang beskrev følgende tre termiske batteriteknologier, hvoraf de fleste stadig er i laboratoriet. Selvom der stadig er lang vej til kommerciel produktion, tror vi, at den hurtige udvikling af mobile elektroniske produkter vil øge omkostningerne til batterier, hvilket utvivlsomt vil fremskynde teknologisk og kommerciel disruption.

Mobiltelefoner, tablets og bærbare enheder blomstrer alle sammen, men batteriet er en af ​​deres flaskehalse. De fleste nye smartphonebrugere er skuffede over batterilevetiden. Tidligere brugte de deres mobiltelefoner i 4 til 7 dage, men nu skal de lade dem op hver dag.

Lithium-batterier er de mest almindelige, favoriseret af sponsorer og industriinsidere, men i det lange løb er de måske ikke nok til at fordoble deres energitæthed. I smartphones bruger folk mere tid online, hurtigere, og supportchips skal også være hurtigere. På trods af forbedringer i alle energibesparende tiltag bliver skærmene samtidig større, og energiomkostningerne stiger. Dr. Zhang Yuegang, en international batteriekspert ved det kinesiske videnskabsakademi, sagde, at en uges genopladelige batterier til smartphones måske ikke er nok.

Energitæthed er en af ​​kerneindikatorerne til at måle batterikvalitet, og dens strategi er at lagre mere og mere energi i lettere og mindre batterier. Eksempelvis bruger BYDs lithiumbatterier, beregnet efter vægt og volumen, i øjeblikket henholdsvis 100-125 watt-timer/kg og 240-300 watt-timer/liter. Panasonic laptop-batteriet, der bruges i Tesla Model S-elbilen, har en energitæthed på 170 watt-timer pr. kilogram. I vores tidligere rapport forbedrede det amerikanske firma Enevate katodedataene for at øge energitætheden af ​​lithiumbatterier med mere end 30 %.

For at øge batteriernes energitæthed eksponentielt skal du stole på næste generations batteriteknologi. Zhang Yuegang introducerede os til følgende tre termiske batteriteknologier, hvoraf de fleste stadig er i laboratoriet. Selvom der stadig er lang vej til kommerciel produktion, tror vi, at den hurtige udvikling af mobile elektroniske produkter vil øge omkostningerne til batterier, hvilket helt sikkert vil fremskynde forstyrrelsen af ​​teknologi og forretning.

Lithium svovl batteri

Lithium-svovl batteri er et lithium batteri med svovl som den positive elektrode og metal lithium som den negative elektrode. Dens teoretiske energitæthed er omkring 5 gange større end lithium-batterier, og den er stadig i de tidlige udviklingsstadier.

På nuværende tidspunkt er lithium-svovlbatterier en lovende ny generation af lithiumbatterier, som er gået ind på området for laboratorieforskning og forskellige foreløbige midler og har gode kommercielle udsigter.

Lithium-svovl-batterier står dog også over for nogle tekniske udfordringer, især de kemiske egenskaber af batteriets negative elektrodedata og lithiummetals ustabilitet, som er en stor test af batterisikkerhed. Derudover står mange aspekter som stabilitet, formel og teknologi over for ukendte udfordringer.

I øjeblikket studerer mere end én organisation i Storbritannien og USA lithium-svovl-batterier, og nogle virksomheder har udtalt, at de vil lancere sådanne batterier i år. I sit Berkeley-laboratorium studerer han også lithium-svovl-batterier. I et mere krævende testmiljø er der efter mere end 3,000 cyklusser opnået tilfredsstillende resultater.

lithium luftbatteri

Lithium-luftbatteri er et batteri, hvor lithium er den positive elektrode, og ilten i luften er den negative elektrode. Den teoretiske energitæthed for en lithiumanode er næsten 10 gange større end et lithiumbatteri, fordi den positive elektrodemetallithium er meget let, og det aktive positive elektrodemateriale oxygen findes i det naturlige miljø og opbevares ikke i batteriet.

Li-air-batterier står over for flere tekniske udfordringer. Ud over den sikre konservering af metallisk lithium er lithiumoxidet, der dannes ved oxidationsreaktionen, for stabilt, og reaktionen kan kun afsluttes og reduceres ved hjælp af en katalysator. Derudover er problemet med battericyklusser ikke blevet løst.

Sammenlignet med lithium-svovl-batterier er forskningen i lithium-luft-batterier stadig på et tidligt stadie, og ingen virksomhed har sat dem i kommerciel udvikling.

Magnesium batteri

Magnesiumbatteri er et primært batteri med magnesium som den negative elektrode og et bestemt metal- eller ikke-metaloxid som den positive elektrode. Sammenlignet med lithiumbatterier har magnesiumionbatterier bedre stabilitet og længere levetid. Fordi magnesium er et divalent grundstof, er dets kvalitet højere