Preberite več o treh nadomestnih tehnologijah

Dr. Zhang je opisal naslednje tri tehnologije termičnih baterij, od katerih je večina še vedno v laboratoriju. Čeprav je do komercialne proizvodnje še dolga pot, verjamemo, da bo hiter razvoj mobilnih elektronskih izdelkov podražil baterije, kar bo nedvomno pospešilo tehnološke in komercialne motnje.

Mobilni telefoni, tablice in nosljive naprave so v razcvetu, vendar je baterija eno od njihovih ozkih grl. Večina novih uporabnikov pametnih telefonov je razočarana nad življenjsko dobo baterije. Prej so mobilne telefone uporabljali od 4 do 7 dni, zdaj pa jih morajo polniti vsak dan.

Litijeve baterije so najbolj priljubljene, favorizirajo jih sponzorji in poznavalci industrije, vendar na dolgi rok morda ne bodo dovolj za podvojitev njihove energetske gostote. V pametnih telefonih ljudje preživijo več časa na spletu, hitreje, podporni čipi pa morajo biti tudi hitrejši. Hkrati so zasloni kljub izboljšavam vseh ukrepov za varčevanje z energijo vedno večji in stroški energije naraščajo. Dr. Zhang Yuegang, mednarodni strokovnjak za baterije na Kitajski akademiji znanosti, je dejal, da tedenske polnilne baterije za pametne telefone morda ne bodo dovolj.

Gostota energije je eden od ključnih kazalcev za merjenje kakovosti baterije, njegova strategija pa je shranjevanje vedno več energije v lažjih in manjših baterijah. Na primer, BYD-jeve litijeve baterije, izračunane po teži in prostornini, trenutno porabijo 100-125 vatnih ur/kg oziroma 240-300 vatnih ur/liter. Panasonicova baterija za prenosni računalnik, ki se uporablja v električnem avtomobilu Tesla Model S, ima gostoto energije 170 vatnih ur na kilogram. V našem prejšnjem poročilu je ameriško podjetje Enevate izboljšalo katodne podatke, da bi povečalo gostoto energije litijevih baterij za več kot 30%.

Če želite eksponentno povečati energijsko gostoto baterij, se morate zanašati na baterijsko tehnologijo naslednje generacije. Zhang Yuegang nam je predstavil naslednje tri tehnologije termičnih baterij, od katerih je večina še vedno v laboratoriju. Čeprav je do komercialne proizvodnje še dolga pot, verjamemo, da bo hiter razvoj mobilnih elektronskih izdelkov podražil baterije, kar bo zagotovo pospešilo motnje tehnologije in poslovanja.

Litijeva žveplova baterija

Litij-žveplova baterija je litijeva baterija z žveplom kot pozitivno elektrodo in kovinskim litijem kot negativno elektrodo. Njegova teoretična energijska gostota je približno 5-krat večja od litijevih baterij in je še vedno v zgodnjih fazah razvoja.

Trenutno so litij-žveplove baterije obetavna nova generacija litijevih baterij, ki so vstopile na področje laboratorijskih raziskav in različnih predhodnih skladov ter imajo dobre komercialne možnosti.

Vendar pa se litij-žveplove baterije soočajo tudi z nekaterimi tehničnimi izzivi, zlasti s kemičnimi lastnostmi podatkov negativnih elektrod baterije in nestabilnostjo kovine litija, kar je pomemben preizkus varnosti baterije. Poleg tega se številni vidiki, kot so stabilnost, formula in tehnologija, soočajo z neznanimi izzivi.

Trenutno v Združenem kraljestvu in ZDA več kot ena organizacija preučuje litij-žveplove baterije, nekatera podjetja pa so izjavila, da bodo takšne baterije lansirala letos. V svojem laboratoriju Berkeley preučuje tudi litij-žveplove baterije. V zahtevnejšem testnem okolju so bili po več kot 3,000 ciklih doseženi zadovoljivi rezultati.

litijeva zračna baterija

Litij-zračna baterija je baterija, v kateri je litij pozitivna elektroda, kisik v zraku pa negativna elektroda. Teoretična energijska gostota litijeve anode je skoraj 10-krat večja od litijeve baterije, ker je kovinski litij pozitivne elektrode zelo lahek, aktivni material pozitivne elektrode pa kisik obstaja v naravnem okolju in ni shranjen v bateriji.

Li-air baterije se soočajo z več tehničnimi izzivi. Poleg varnega ohranjanja kovinskega litija je litijev oksid, ki nastane z oksidacijsko reakcijo, preveč stabilen, reakcijo pa je mogoče zaključiti in zmanjšati le s pomočjo katalizatorja. Poleg tega vprašanje ciklov baterije ni rešeno.

V primerjavi z litij-žveplomi baterijami so raziskave litij-zračnih baterij še vedno v zgodnji fazi in nobeno podjetje jih ni dalo v komercialni razvoj.

Magnezijeva baterija

Magnezijeva baterija je primarna baterija z magnezijem kot negativno elektrodo in določenim kovinskim ali nekovinskim oksidom kot pozitivno elektrodo. V primerjavi z litijevimi baterijami imajo magnezijeve ionske baterije boljšo stabilnost in daljšo življenjsko dobo. Ker je magnezij dvovalenten element, je njegova kakovost višja