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鋰電池源三大接續技術分析:
了解有關三種替代技術的更多信息
張博士介紹了以下三種熱電池技術,其中大部分仍處於實驗室階段。 雖然距離商業化生產還有很長的路要走,但我們相信移動電子產品的快速發展會增加電池的成本,這無疑會加速技術和商業的顛覆。
手機、平板、可穿戴設備都在蓬勃發展,但電池是它們的瓶頸之一。 大多數新的智能手機用戶對電池壽命感到失望。 過去,他們使用手機的時間為 4 到 7 天,但現在他們必須每天為手機充電。
鋰電池最為主流,受到贊助商和業內人士的青睞,但從長遠來看,它們可能不足以使能量密度翻倍。 在智能手機中,人們上網的時間越多,速度越快,支持的芯片也必須更快。 與此同時,儘管各項節能措施有所改進,但屏幕越來越大,能源成本也在上升。 中科院國際電池專家張躍剛博士表示,一周的智能手機充電電池可能還不夠。
能量密度是衡量電池質量的核心指標之一,其策略是將越來越多的能量儲存在更輕更小的電池中。 比如比亞迪的鋰電池,按重量和體積計算,目前分別消耗100-125瓦時/公斤和240-300瓦時/升。 特斯拉 Model S 電動汽車中使用的松下筆記本電腦電池的能量密度為每公斤 170 瓦時。 在我們之前的報告中,美國Enevate公司改進了正極數據,將鋰電池的能量密度提高了30%以上。
要以指數方式提高電池的能量密度,必須依靠下一代電池技術。 張躍剛向我們介紹了以下三種熱電池技術,其中大部分還處於實驗室階段。 雖然距離商業化生產還有很長的路要走,但我們相信移動電子產品的快速發展會增加電池的成本,這必將加速技術和商業的顛覆。
鋰硫電池
鋰硫電池是以硫為正極,金屬鋰為負極的鋰電池。 其理論能量密度約為鋰電池的5倍,尚處於發展初期。
目前,鋰硫電池是很有發展前景的新一代鋰電池,已進入實驗室研究領域和各種前期資金,具有良好的商業前景。
但是,鋰硫電池也面臨一些技術挑戰,尤其是電池負極數據的化學性質和金屬鋰的不穩定性,是對電池安全性的一大考驗。 此外,穩定性、配方、技術等諸多方面都面臨著未知的挑戰。
目前,在英國和美國,有不止一個組織在研究鋰硫電池,一些公司已經表示將在今年推出這樣的電池。 在他的伯克利實驗室,他也在研究鋰硫電池。 在更嚴苛的測試環境中,經過3,000多次循環,獲得了滿意的結果。
鋰空氣電池
鋰空氣電池是以鋰為正極,以空氣中的氧氣為負極的電池。 鋰負極的理論能量密度是鋰電池的近10倍,因為正極金屬鋰很輕,而活性正極材料氧存在於自然環境中,不會儲存在電池中。
鋰空氣電池面臨更多的技術挑戰。 除了金屬鋰的安全保存外,氧化反應形成的氧化鋰過於穩定,反應只能在催化劑的幫助下完成還原。 此外,電池循環的問題也沒有得到解決。
與鋰硫電池相比,鋰空氣電池的研究還處於起步階段,尚無企業投入商業開發。
鎂電池
鎂電池是以鎂為負極,以某種金屬或非金屬氧化物為正極的一次電池。 與鋰電池相比,鎂離子電池具有更好的穩定性和更長的使用壽命。 因為鎂是二價元素,所以質量更高