Ketahui lebih lanjut mengenai tiga teknologi gantian

Dr. Zhang menerangkan tiga teknologi bateri haba berikut, yang kebanyakannya masih dalam makmal. Walaupun masih jauh perjalanan untuk pengeluaran komersial, kami percaya bahawa perkembangan pesat produk elektronik mudah alih akan meningkatkan kos bateri, yang sudah pasti akan mempercepatkan gangguan teknologi dan komersial.

Telefon mudah alih, tablet dan peranti boleh pakai semuanya berkembang pesat, tetapi bateri adalah salah satu kesesakan mereka. Kebanyakan pengguna telefon pintar baharu kecewa dengan hayat bateri. Dahulu mereka menggunakan telefon bimbit selama 4 hingga 7 hari, tetapi kini mereka perlu mengecasnya setiap hari.

Bateri litium adalah yang paling arus perdana, digemari oleh penaja dan orang dalam industri, tetapi dalam jangka panjang, ia mungkin tidak mencukupi untuk menggandakan ketumpatan tenaganya. Dalam telefon pintar, orang menghabiskan lebih banyak masa dalam talian, lebih pantas, dan cip sokongan juga mesti lebih pantas. Pada masa yang sama, walaupun terdapat peningkatan dalam semua langkah penjimatan tenaga, skrin semakin besar dan kos tenaga semakin meningkat. Dr Zhang Yuegang, pakar bateri antarabangsa di Akademi Sains China, berkata bahawa bateri boleh dicas semula seminggu untuk telefon pintar mungkin tidak mencukupi.

Ketumpatan tenaga ialah salah satu penunjuk teras untuk mengukur kualiti bateri, dan strateginya adalah untuk menyimpan lebih banyak tenaga dalam bateri yang lebih ringan dan lebih kecil. Sebagai contoh, bateri litium BYD, dikira mengikut berat dan isipadu, pada masa ini menggunakan 100-125 watt-jam/kg dan 240-300 watt-jam/liter masing-masing. Bateri komputer riba Panasonic yang digunakan dalam kereta elektrik Tesla Model S mempunyai ketumpatan tenaga 170 watt-jam sekilogram. Dalam laporan kami sebelum ini, syarikat Amerika Enevate menambah baik data katod untuk meningkatkan ketumpatan tenaga bateri litium lebih daripada 30%.

Untuk meningkatkan ketumpatan tenaga bateri secara eksponen, anda mesti bergantung pada teknologi bateri generasi akan datang. Zhang Yuegang memperkenalkan kami kepada tiga teknologi bateri terma berikut, yang kebanyakannya masih dalam makmal. Walaupun masih jauh perjalanan untuk pengeluaran komersial, kami percaya bahawa perkembangan pesat produk elektronik mudah alih akan meningkatkan kos bateri, yang pasti akan mempercepatkan gangguan teknologi dan perniagaan.

Bateri Litium Sulfur

Bateri litium-sulfur ialah bateri litium dengan sulfur sebagai elektrod positif dan litium logam sebagai elektrod negatif. Ketumpatan tenaga teorinya adalah kira-kira 5 kali ganda daripada bateri litium, dan ia masih dalam peringkat awal pembangunan.

Pada masa ini, bateri litium-sulfur adalah generasi baharu bateri litium yang menjanjikan, yang telah memasuki bidang penyelidikan makmal dan pelbagai dana awal, dan mempunyai prospek komersial yang baik.

Walau bagaimanapun, bateri litium-sulfur juga menghadapi beberapa cabaran teknikal, terutamanya sifat kimia data elektrod negatif bateri dan ketidakstabilan logam litium, yang merupakan ujian utama keselamatan bateri. Selain itu, banyak aspek seperti kestabilan, formula dan teknologi menghadapi cabaran yang tidak diketahui.

Pada masa ini, di UK dan AS, lebih daripada satu organisasi sedang mengkaji bateri litium-sulfur, dan beberapa syarikat telah menyatakan bahawa mereka akan melancarkan bateri sedemikian tahun ini. Di makmal Berkeleynya, dia juga sedang mengkaji bateri litium-sulfur. Dalam persekitaran ujian yang lebih mencabar, selepas lebih daripada 3,000 kitaran, keputusan yang memuaskan telah diperolehi.

bateri udara litium

Bateri litium-udara ialah bateri di mana litium adalah elektrod positif dan oksigen di udara adalah elektrod negatif. Ketumpatan tenaga teori anod litium adalah hampir 10 kali ganda daripada bateri litium, kerana litium logam elektrod positif adalah sangat ringan, dan oksigen bahan elektrod positif aktif wujud dalam persekitaran semula jadi dan tidak disimpan dalam bateri.

Bateri Li-air menghadapi lebih banyak cabaran teknikal. Sebagai tambahan kepada pemeliharaan litium logam yang selamat, litium oksida yang terbentuk oleh tindak balas pengoksidaan adalah terlalu stabil, dan tindak balas hanya boleh diselesaikan dan dikurangkan dengan bantuan pemangkin. Di samping itu, isu kitaran bateri belum diselesaikan.

Berbanding dengan bateri litium-sulfur, penyelidikan mengenai bateri litium-udara masih di peringkat awal, dan tiada syarikat telah memasukkannya ke dalam pembangunan komersial.

Bateri magnesium

Bateri magnesium ialah bateri utama dengan magnesium sebagai elektrod negatif dan logam atau oksida bukan logam tertentu sebagai elektrod positif. Berbanding dengan bateri litium, bateri ion magnesium mempunyai kestabilan yang lebih baik dan hayat perkhidmatan yang lebih lama. Kerana magnesium adalah unsur divalen, kualitinya lebih tinggi