Obtenga más información sobre las tres tecnologías de reemplazo

El Dr. Zhang describió las siguientes tres tecnologías de baterías térmicas, la mayoría de las cuales aún se encuentran en el laboratorio. Aunque todavía queda un largo camino por recorrer para la producción comercial, creemos que el rápido desarrollo de productos electrónicos móviles aumentará el costo de las baterías, lo que sin duda acelerará la disrupción tecnológica y comercial.

Los teléfonos móviles, tabletas y dispositivos portátiles están en auge, pero la batería es uno de sus cuellos de botella. La mayoría de los nuevos usuarios de teléfonos inteligentes están decepcionados con la duración de la batería. En el pasado, usaban sus teléfonos móviles durante 4 a 7 días, pero ahora tienen que cargarlos todos los días.

Las baterías de litio son las más convencionales, favorecidas por los patrocinadores y los conocedores de la industria, pero a largo plazo, es posible que no sean suficientes para duplicar su densidad de energía. En los teléfonos inteligentes, las personas pasan más tiempo en línea, más rápido y los chips de soporte también deben ser más rápidos. Al mismo tiempo, a pesar de las mejoras en todas las medidas de ahorro de energía, las pantallas son cada vez más grandes y los costos de energía están aumentando. El Dr. Zhang Yuegang, experto internacional en baterías de la Academia de Ciencias de China, dijo que las baterías recargables de una semana para teléfonos inteligentes pueden no ser suficientes.

La densidad de energía es uno de los indicadores básicos para medir la calidad de la batería, y su estrategia es almacenar cada vez más energía en baterías más ligeras y pequeñas. Por ejemplo, las baterías de litio de BYD, calculadas por peso y volumen, actualmente consumen 100-125 vatios-hora / kg y 240-300 vatios-hora / litro respectivamente. La batería de la computadora portátil Panasonic utilizada en el automóvil eléctrico Tesla Model S tiene una densidad de energía de 170 vatios-hora por kilogramo. En nuestro informe anterior, la empresa estadounidense Enevate mejoró los datos del cátodo para aumentar la densidad energética de las baterías de litio en más de un 30%.

Para aumentar exponencialmente la densidad de energía de las baterías, debe confiar en la tecnología de baterías de próxima generación. Zhang Yuegang nos presentó las siguientes tres tecnologías de baterías térmicas, la mayoría de las cuales todavía están en el laboratorio. Aunque todavía queda un largo camino por recorrer para la producción comercial, creemos que el rápido desarrollo de productos electrónicos móviles aumentará el costo de las baterías, lo que seguramente acelerará la disrupción de la tecnología y los negocios.

Batería de litio y azufre

La batería de litio-azufre es una batería de litio con azufre como electrodo positivo y litio metálico como electrodo negativo. Su densidad de energía teórica es aproximadamente 5 veces mayor que la de las baterías de litio y aún se encuentra en las primeras etapas de desarrollo.

En la actualidad, las baterías de litio-azufre son una nueva generación prometedora de baterías de litio, que han ingresado al campo de la investigación de laboratorio y diversos fondos preliminares, y tienen buenas perspectivas comerciales.

Sin embargo, las baterías de litio-azufre también enfrentan algunos desafíos técnicos, especialmente las propiedades químicas de los datos del electrodo negativo de la batería y la inestabilidad del metal de litio, que es una prueba importante de seguridad de la batería. Además, muchos aspectos como la estabilidad, la fórmula y la tecnología se enfrentan a desafíos desconocidos.

En la actualidad, en el Reino Unido y los EE. UU., Más de una organización está estudiando baterías de litio-azufre, y algunas empresas han declarado que lanzarán este tipo de baterías este año. En su laboratorio de Berkeley, también está estudiando baterías de litio-azufre. En un entorno de prueba más exigente, después de más de 3,000 ciclos, se han obtenido resultados satisfactorios.

batería de litio y aire

La batería de litio-aire es una batería en la que el litio es el electrodo positivo y el oxígeno en el aire es el electrodo negativo. La densidad de energía teórica de un ánodo de litio es casi 10 veces mayor que la de una batería de litio, porque el litio metálico del electrodo positivo es muy ligero y el oxígeno del material del electrodo positivo activo existe en el entorno natural y no se almacena en la batería.

Las baterías de Li-Air se enfrentan a desafíos más técnicos. Además de la conservación segura del litio metálico, el óxido de litio formado por la reacción de oxidación es demasiado estable y la reacción solo puede completarse y reducirse con la ayuda de un catalizador. Además, el problema de los ciclos de la batería no se ha resuelto.

En comparación con las baterías de litio y azufre, la investigación sobre las baterías de litio y aire se encuentra todavía en una etapa inicial y ninguna empresa las ha puesto en desarrollo comercial.

Batería de magnesio

La batería de magnesio es una batería primaria con magnesio como electrodo negativo y cierto óxido metálico o no metálico como electrodo positivo. En comparación con las baterías de litio, las baterías de iones de magnesio tienen una mejor estabilidad y una vida útil más larga. Debido a que el magnesio es un elemento divalente, su calidad es mayor.