Meer informatie over de drie vervangingstechnologieën

Dr. Zhang beschreef de volgende drie thermische batterijtechnologieën, waarvan de meeste zich nog in het laboratorium bevinden. Hoewel er nog een lange weg te gaan is voor commerciële productie, zijn we van mening dat de snelle ontwikkeling van mobiele elektronische producten de kosten van batterijen zal verhogen, wat ongetwijfeld de technologische en commerciële verstoring zal versnellen.

Mobiele telefoons, tablets en draagbare apparaten zijn allemaal in opkomst, maar de batterij is een van hun knelpunten. De meeste nieuwe smartphonegebruikers zijn teleurgesteld over de batterijduur. Vroeger gebruikten ze hun gsm 4 tot 7 dagen, nu moeten ze ze elke dag opladen.

Lithiumbatterijen zijn de meest gangbare, favoriet bij sponsors en insiders uit de industrie, maar op de lange termijn zijn ze misschien niet genoeg om hun energiedichtheid te verdubbelen. In smartphones brengen mensen meer tijd online door, sneller, en ondersteuningschips moeten ook sneller zijn. Tegelijkertijd worden, ondanks verbeteringen in alle energiebesparende maatregelen, schermen groter en stijgen de energiekosten. Dr. Zhang Yuegang, een internationale batterij-expert aan de Chinese Academie van Wetenschappen, zei dat een week oplaadbare batterijen voor smartphones misschien niet genoeg zijn.

Energiedichtheid is een van de kernindicatoren om de kwaliteit van batterijen te meten, en de strategie is om steeds meer energie op te slaan in lichtere en kleinere batterijen. Zo verbruiken de lithiumbatterijen van BYD, berekend op basis van gewicht en volume, momenteel respectievelijk 100-125 wattuur/kg en 240-300 wattuur/liter. De Panasonic-laptopaccu die wordt gebruikt in de Tesla Model S elektrische auto heeft een energiedichtheid van 170 wattuur per kilogram. In ons vorige rapport verbeterde het Amerikaanse bedrijf Enevate de kathodegegevens om de energiedichtheid van lithiumbatterijen met meer dan 30% te verhogen.

Om de energiedichtheid van batterijen exponentieel te verhogen, moet u vertrouwen op de volgende generatie batterijtechnologie. Zhang Yuegang liet ons kennismaken met de volgende drie thermische batterijtechnologieën, waarvan de meeste zich nog in het laboratorium bevinden. Hoewel er nog een lange weg te gaan is voor commerciële productie, zijn we van mening dat de snelle ontwikkeling van mobiele elektronische producten de kosten van batterijen zal verhogen, wat de ontwrichting van technologie en zaken zeker zal versnellen.

Lithiumzwavelbatterij

Lithium-zwavelbatterij is een lithiumbatterij met zwavel als positieve elektrode en metaallithium als negatieve elektrode. De theoretische energiedichtheid is ongeveer 5 keer die van lithiumbatterijen en bevindt zich nog in de beginfase van ontwikkeling.

Op dit moment zijn lithium-zwavelbatterijen een veelbelovende nieuwe generatie lithiumbatterijen, die het veld van laboratoriumonderzoek en verschillende voorbereidende fondsen zijn binnengekomen en goede commerciële vooruitzichten hebben.

Lithium-zwavelbatterijen worden echter ook geconfronteerd met enkele technische uitdagingen, met name de chemische eigenschappen van de negatieve elektrodegegevens van de batterij en de instabiliteit van lithiummetaal, wat een belangrijke test is voor de batterijveiligheid. Bovendien worden veel aspecten zoals stabiliteit, formule en technologie geconfronteerd met onbekende uitdagingen.

Op dit moment bestudeert meer dan één organisatie in het VK en de VS lithium-zwavelbatterijen, en sommige bedrijven hebben verklaard dat ze dergelijke batterijen dit jaar zullen lanceren. In zijn laboratorium in Berkeley bestudeert hij ook lithium-zwavelbatterijen. In een veeleisendere testomgeving zijn na meer dan 3,000 cycli bevredigende resultaten behaald.

lithium lucht batterij

Lithium-luchtbatterij is een batterij waarin lithium de positieve elektrode is en de zuurstof in de lucht de negatieve elektrode. De theoretische energiedichtheid van een lithiumanode is bijna 10 keer die van een lithiumbatterij, omdat het positieve elektrodemetaal lithium erg licht is en het actieve positieve elektrodemateriaal zuurstof in de natuurlijke omgeving voorkomt en niet in de batterij wordt opgeslagen.

Li-air-batterijen worden geconfronteerd met meer technische uitdagingen. Naast de veilige bewaring van metallisch lithium, is het lithiumoxide gevormd door de oxidatiereactie te stabiel en kan de reactie alleen worden voltooid en verminderd met behulp van een katalysator. Bovendien is het probleem van batterijcycli niet opgelost.

Vergeleken met lithium-zwavelbatterijen bevindt het onderzoek naar lithium-luchtbatterijen zich nog in een vroeg stadium en geen enkel bedrijf heeft ze in commerciële ontwikkeling gestopt.

Magnesium batterij

Magnesiumbatterij is een primaire batterij met magnesium als negatieve elektrode en een bepaald metaal of niet-metaaloxide als positieve elektrode. In vergelijking met lithiumbatterijen hebben magnesiumionbatterijen een betere stabiliteit en een langere levensduur. Omdat magnesium een ​​tweewaardig element is, is de kwaliteit ervan hoger