درباره سه فناوری جایگزین بیشتر بدانید

دکتر ژانگ سه فناوری باتری حرارتی زیر را تشریح کرد که بیشتر آنها هنوز در آزمایشگاه هستند. اگرچه هنوز راه زیادی برای تولید تجاری باقی مانده است، اما ما معتقدیم که توسعه سریع محصولات الکترونیکی تلفن همراه باعث افزایش هزینه باتری ها می شود که بدون شک اختلالات فنی و تجاری را تسریع خواهد کرد.

تلفن های همراه، تبلت ها و دستگاه های پوشیدنی همگی در حال رونق هستند، اما باتری یکی از گلوگاه های آنهاست. اکثر کاربران جدید گوشی های هوشمند از عمر باتری ناامید هستند. در گذشته 4 تا 7 روز از تلفن همراه خود استفاده می کردند اما اکنون مجبورند هر روز آن را شارژ کنند.

باتری‌های لیتیومی اصلی‌ترین باتری‌ها هستند که مورد علاقه حامیان مالی و خودی‌های صنعت هستند، اما در دراز مدت ممکن است برای دو برابر کردن چگالی انرژی کافی نباشند. در تلفن‌های هوشمند، مردم زمان بیشتری را آنلاین، سریع‌تر می‌گذرانند و تراشه‌های پشتیبانی نیز باید سریع‌تر باشند. در عین حال، علیرغم بهبود در تمام اقدامات صرفه جویی در انرژی، صفحه نمایش ها بزرگتر می شوند و هزینه های انرژی در حال افزایش است. دکتر Zhang Yuegang، کارشناس بین المللی باتری در آکادمی علوم چین، گفت که باتری های قابل شارژ یک هفته ای برای گوشی های هوشمند ممکن است کافی نباشد.

چگالی انرژی یکی از شاخص‌های اصلی برای اندازه‌گیری کیفیت باتری است و استراتژی آن ذخیره انرژی بیشتر و بیشتر در باتری‌های سبک‌تر و کوچک‌تر است. به عنوان مثال، باتری های لیتیومی BYD که بر اساس وزن و حجم محاسبه می شوند، در حال حاضر به ترتیب 100-125 وات ساعت بر کیلوگرم و 240-300 وات ساعت در لیتر مصرف می کنند. باتری لپ تاپ پاناسونیک مورد استفاده در خودروی الکتریکی تسلا مدل S دارای چگالی انرژی 170 وات ساعت بر کیلوگرم است. در گزارش قبلی ما، شرکت آمریکایی Enevate داده‌های کاتد را بهبود بخشید تا چگالی انرژی باتری‌های لیتیومی را بیش از 30 درصد افزایش دهد.

برای افزایش تصاعدی چگالی انرژی باتری ها، باید به فناوری باتری نسل بعدی تکیه کنید. Zhang Yuegang سه فناوری باتری حرارتی زیر را به ما معرفی کرد که بیشتر آنها هنوز در آزمایشگاه هستند. اگرچه هنوز راه زیادی برای تولید تجاری باقی مانده است، اما ما معتقدیم که توسعه سریع محصولات الکترونیکی تلفن همراه باعث افزایش هزینه باتری ها می شود که مطمئناً اختلال در فناوری و تجارت را تسریع خواهد کرد.

باتری سولفور لیتیوم

باتری لیتیوم-گوگرد یک باتری لیتیومی با گوگرد به عنوان الکترود مثبت و لیتیوم فلزی به عنوان الکترود منفی است. چگالی انرژی نظری آن حدود 5 برابر باتری های لیتیومی است و هنوز در مراحل اولیه توسعه است.

در حال حاضر باتری های لیتیوم سولفور نسل جدید و امیدوار کننده باتری های لیتیومی هستند که وارد عرصه تحقیقات آزمایشگاهی و سرمایه های اولیه مختلف شده اند و چشم انداز تجاری خوبی دارند.

با این حال، باتری‌های لیتیوم-گوگرد نیز با برخی چالش‌های فنی، به‌ویژه ویژگی‌های شیمیایی داده‌های الکترود منفی باتری و ناپایداری فلز لیتیوم، که یک آزمایش بزرگ برای ایمنی باتری است، مواجه هستند. علاوه بر این، بسیاری از جنبه ها مانند ثبات، فرمول و فناوری با چالش های ناشناخته ای مواجه هستند.

در حال حاضر، در بریتانیا و آمریکا، بیش از یک سازمان در حال مطالعه باتری‌های لیتیوم-گوگرد هستند و برخی از شرکت‌ها اعلام کرده‌اند که در سال جاری چنین باتری‌هایی را روانه بازار خواهند کرد. او همچنین در آزمایشگاه برکلی خود در حال مطالعه باتری های لیتیوم-گوگرد است. در یک محیط تست سخت تر، پس از بیش از 3,000 چرخه، نتایج رضایت بخشی به دست آمده است.

باتری لیتیوم هوا

باتری لیتیوم هوا باتری است که در آن لیتیوم الکترود مثبت و اکسیژن هوا الکترود منفی است. چگالی انرژی نظری یک آند لیتیومی تقریباً 10 برابر باتری لیتیومی است، زیرا لیتیوم فلزی الکترود مثبت بسیار سبک است و ماده الکترود مثبت فعال اکسیژن در محیط طبیعی وجود دارد و در باتری ذخیره نمی شود.

باتری های لیتیوم هوا با چالش های فنی بیشتری روبرو هستند. علاوه بر حفظ ایمن لیتیوم فلزی، اکسید لیتیوم تشکیل شده توسط واکنش اکسیداسیون بیش از حد پایدار است و واکنش را می توان تنها با کمک یک کاتالیزور تکمیل و کاهش داد. علاوه بر این، مشکل چرخه باتری حل نشده است.

در مقایسه با باتری‌های لیتیوم-گوگرد، تحقیقات روی باتری‌های لیتیوم-هوا هنوز در مراحل اولیه است و هیچ شرکتی آنها را در توسعه تجاری قرار نداده است.

باتری منیزیمی

باتری منیزیمی یک باتری اولیه با منیزیم به عنوان الکترود منفی و یک فلز یا اکسید غیرفلزی خاص به عنوان الکترود مثبت است. در مقایسه با باتری‌های لیتیومی، باتری‌های یون منیزیم پایداری بهتر و عمر مفیدتری دارند. چون منیزیم یک عنصر دو ظرفیتی است، کیفیت آن بالاتر است