Узнайте больше о трех технологиях замены

Доктор Чжан описал следующие три технологии тепловых батарей, большинство из которых все еще находятся в лабораторных условиях. Хотя до коммерческого производства еще предстоит пройти долгий путь, мы считаем, что быстрое развитие мобильных электронных продуктов приведет к увеличению стоимости батарей, что, несомненно, ускорит технологический и коммерческий прорыв.

Мобильные телефоны, планшеты и носимые устройства стремительно развиваются, но аккумулятор – одно из их узких мест. Большинство пользователей новых смартфонов разочарованы временем автономной работы. Раньше они использовали свои мобильные телефоны от 4 до 7 дней, но теперь им приходится заряжать их каждый день.

Литиевые батареи являются наиболее распространенными, их предпочитают спонсоры и инсайдеры отрасли, но в долгосрочной перспективе их может оказаться недостаточно, чтобы удвоить их плотность энергии. В смартфонах люди проводят больше времени в сети, быстрее, и микросхемы поддержки также должны быть быстрее. В то же время, несмотря на улучшение всех мер по энергосбережению, экраны становятся больше, а затраты на электроэнергию растут. Доктор Чжан Юэган, международный эксперт по батареям Китайской академии наук, сказал, что недельных перезаряжаемых батарей для смартфонов может быть недостаточно.

Плотность энергии является одним из основных показателей для измерения качества батарей, и ее стратегия заключается в том, чтобы накапливать все больше и больше энергии в более легких и меньших батареях. Например, литиевые батареи BYD, рассчитанные по весу и объему, в настоящее время потребляют 100-125 ватт-часов / кг и 240-300 ватт-часов / литр соответственно. Аккумулятор для ноутбука Panasonic, используемый в электромобиле Tesla Model S, имеет плотность энергии 170 ватт-часов на килограмм. В нашем предыдущем отчете американская компания Enevate улучшила характеристики катода, чтобы увеличить удельную энергию литиевых батарей более чем на 30%.

Чтобы увеличить удельную энергию аккумуляторов в геометрической прогрессии, вы должны положиться на аккумуляторные технологии нового поколения. Чжан Юэган познакомил нас со следующими тремя технологиями тепловых батарей, большинство из которых все еще находятся в лабораторных условиях. Хотя до коммерческого производства еще предстоит пройти долгий путь, мы считаем, что быстрое развитие мобильных электронных продуктов приведет к увеличению стоимости аккумуляторов, что, несомненно, ускорит подрыв технологий и бизнеса.

Литий-серная батарея

Литий-серная батарея – это литиевая батарея с серой в качестве положительного электрода и металлическим литием в качестве отрицательного электрода. Его теоретическая плотность энергии примерно в 5 раз выше, чем у литиевых батарей, и он все еще находится на начальной стадии разработки.

В настоящее время литий-серные батареи представляют собой перспективное новое поколение литиевых батарей, которые вошли в область лабораторных исследований и различных предварительных фондов и имеют хорошие коммерческие перспективы.

Однако литий-серные батареи также сталкиваются с некоторыми техническими проблемами, особенно с химическими свойствами данных отрицательного электрода батареи и нестабильностью металлического лития, что является основным тестом безопасности батареи. Кроме того, многие аспекты, такие как стабильность, формула и технология, сталкиваются с неизвестными проблемами.

В настоящее время в Великобритании и США более одной организации изучают литий-серные батареи, и некоторые компании заявили, что они запустят такие батареи в этом году. В своей лаборатории в Беркли он также изучает литий-серные батареи. В более сложных условиях испытаний после более чем 3,000 циклов были получены удовлетворительные результаты.

литий-воздушная батарея

Литий-воздушная батарея – это батарея, в которой литий является положительным электродом, а кислород в воздухе – отрицательным электродом. Теоретическая плотность энергии литиевого анода почти в 10 раз больше, чем у литиевой батареи, потому что металлический литий положительного электрода очень легкий, а активный кислород материала положительного электрода существует в естественной среде и не накапливается в батарее.

Литий-воздушные батареи сталкиваются с более серьезными техническими проблемами. Помимо безопасного сохранения металлического лития, оксид лития, образующийся в результате реакции окисления, слишком стабилен, и реакция может быть завершена и восстановлена ​​только с помощью катализатора. Кроме того, не решена проблема циклов батарей.

По сравнению с литий-серными батареями исследования литий-воздушных батарей все еще находятся на начальной стадии, и ни одна компания не ввела их в промышленную разработку.

Магниевый аккумулятор

Магниевый аккумулятор – это первичный аккумулятор с магнием в качестве отрицательного электрода и определенным металлическим или неметаллическим оксидом в качестве положительного электрода. По сравнению с литиевыми батареями, ионно-магниевые батареи обладают большей стабильностью и более длительным сроком службы. Поскольку магний является двухвалентным элементом, его качество выше.