Lär dig mer om de tre ersättningsteknikerna

Dr. Zhang beskrev följande tre termiska batteriteknologier, av vilka de flesta fortfarande finns i laboratoriet. Även om det fortfarande är en lång väg att gå för kommersiell produktion, tror vi att den snabba utvecklingen av mobila elektroniska produkter kommer att öka kostnaden för batterier, vilket utan tvekan kommer att påskynda tekniska och kommersiella störningar.

Mobiltelefoner, surfplattor och bärbara enheter blomstrar alla, men batteriet är en av deras flaskhalsar. De flesta nya smartphoneanvändare är besvikna på batteritiden. Tidigare använde de sina mobiltelefoner i 4 till 7 dagar, men nu måste de ladda dem varje dag.

Litiumbatterier är de mest vanliga, gynnade av sponsorer och industriinsiders, men i det långa loppet kanske de inte räcker för att fördubbla sin energitäthet. I smarta telefoner spenderar människor mer tid online, snabbare, och supportchips måste också vara snabbare. Samtidigt, trots förbättringar av alla energibesparande åtgärder, blir skärmarna större och energikostnaderna stiger. Dr Zhang Yuegang, en internationell batteriexpert vid den kinesiska vetenskapsakademin, sa att en veckas laddningsbara batterier för smartphones kanske inte räcker.

Energitäthet är en av kärnindikatorerna för att mäta batterikvalitet, och dess strategi är att lagra mer och mer energi i lättare och mindre batterier. Till exempel förbrukar BYD:s litiumbatterier, räknat efter vikt och volym, för närvarande 100-125 wattimmar/kg respektive 240-300 wattimmar/liter. Panasonics bärbara batteri som används i Tesla Model S elbil har en energitäthet på 170 wattimmar per kilogram. I vår tidigare rapport förbättrade det amerikanska företaget Enevate katoddata för att öka energitätheten hos litiumbatterier med mer än 30 %.

För att öka energitätheten hos batterier exponentiellt måste du lita på nästa generations batteriteknik. Zhang Yuegang introducerade oss för följande tre termiska batteriteknologier, av vilka de flesta fortfarande finns i laboratoriet. Även om det fortfarande är en lång väg att gå för kommersiell produktion, tror vi att den snabba utvecklingen av mobila elektroniska produkter kommer att öka kostnaden för batterier, vilket säkerligen kommer att påskynda störningen av teknik och affärer.

Litiumsvavelbatteri

Litium-svavelbatteri är ett litiumbatteri med svavel som positiv elektrod och metalllitium som negativ elektrod. Dess teoretiska energitäthet är ungefär 5 gånger så stor som litiumbatterier, och den är fortfarande i de tidiga utvecklingsstadierna.

För närvarande är litium-svavelbatterier en lovande ny generation av litiumbatterier, som har kommit in på området för laboratorieforskning och olika preliminära fonder och har goda kommersiella utsikter.

Men litium-svavelbatterier står också inför vissa tekniska utmaningar, särskilt de kemiska egenskaperna hos batteriets negativa elektroddata och instabiliteten hos litiummetall, vilket är ett stort test av batterisäkerhet. Dessutom står många aspekter som stabilitet, formel och teknik inför okända utmaningar.

För närvarande, i Storbritannien och USA, studerar mer än en organisation litium-svavelbatterier, och vissa företag har uppgett att de kommer att lansera sådana batterier i år. I sitt Berkeley-laboratorium studerar han också litium-svavelbatterier. I en mer krävande testmiljö, efter mer än 3,000 XNUMX cykler, har tillfredsställande resultat erhållits.

litium luftbatteri

Litium-luftbatteri är ett batteri där litium är den positiva elektroden och syret i luften är den negativa elektroden. Den teoretiska energitätheten för en litiumanod är nästan 10 gånger den för ett litiumbatteri, eftersom den positiva elektrodens metalllitium är mycket lätt, och det aktiva positiva elektrodmaterialet syre finns i den naturliga miljön och lagras inte i batteriet.

Li-air-batterier står inför fler tekniska utmaningar. Förutom den säkra konserveringen av metalliskt litium är litiumoxiden som bildas av oxidationsreaktionen för stabil, och reaktionen kan endast fullbordas och reduceras med hjälp av en katalysator. Dessutom har problemet med battericykler inte lösts.

Jämfört med litium-svavelbatterier är forskningen om litium-luftbatterier fortfarande i ett tidigt skede och inget företag har lagt dem i kommersiell utveckling.

Magnesium batteri

Magnesiumbatteri är ett primärt batteri med magnesium som negativ elektrod och en viss metall- eller icke-metalloxid som positiv elektrod. Jämfört med litiumbatterier har magnesiumjonbatterier bättre stabilitet och längre livslängd. Eftersom magnesium är ett tvåvärt grundämne är dess kvalitet högre