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電池技術停滯不前了,人類的未來是否被鋰電池束縛了?

自全世界進入和平時代後,全世界的科技技術都在高速的發展。從最初需要半個足球場大的計算機,計算能力不如現在智能手機的阿波羅登月器,到如今可以裝進我們口袋的智能手機,科技進步了許多。

但在這幾十年間,電池技術為什麼沒有大躍進呢?人類的未來是否被鋰電池束縛了?就如同新能源汽車,最令人頭疼的問題就是續航,如果續航問題得到大大提升,比如10000KM,哪裡還有汽油車市場。

其實,電池技術一直在發展。我們之所以覺得電池技術沒有發展,更多的是我們對電量的需求,遠遠超越了電池技術發展的速度,再加上很多廠商,都是在屏幕功耗上、處理器功耗上做功夫,繼而有了這種錯覺。如果拿十年前的電池與如今的鋰電池做對比,就會發現,電量、體積、安全性都大大提升了。

除此之外,鋰電池的發展現在處於一個瓶頸期,能量密度已經接近其物理極限。那未來的新型電池有哪些呢?吉普為大家盤點下:

鋰電池的工作原理很簡單,就是正極、負極依賴於氧化還原反應,帶電的鋰離子在電解液中來回穿梭。目前下消費電子領域,鋰電池的正極用料是鈷酸鋰,負極用料是石墨,只要在正負極用料上做文章就會有新的突破。

負極材料:石墨烯

石墨烯是現在炒得非常火的應用材料,也掀起了一股石墨烯研發熱潮。石墨烯的容量較高,可逆容量約700mAh/g,高於石墨類負極的容量,石墨烯良好的導熱性能確保其在電池體系中的穩定性,石墨烯片層間距大於石墨,使鋰離子在石墨烯片層間擴散通暢,有利於提高電池功率性能。總之一點,好於石墨。

但目前情況是批量生產工藝不成熟、價格高昂、性能不穩定,石墨烯是率先作為正負極添加劑在鋰離子電池中使用。

換鋰離子:鈉離子

鈉離子電池的工作原理與鋰離子相似,充電時,Na+從正極材料中脫出,經過電解液嵌入負極材料,同時電子通過外電路轉移到負極,保持電荷平衡;放電時則相反。原理上,鈉離子電池的充電時間可以縮短到鋰離子電池的1/5。另外,鈉資源約佔地殼元素儲量的2.64%,成本是低於鋰。

但鈉離子電池能量密度不及鋰離子電池,在小型數碼產品可能會少見它。

進一步進化:固態鋰電池

我們用得最多的還是液態鋰電池,而固態鋰電池是相對液態鋰電池而言,是指結構中不含液體,所有材料都以固態形式存在的儲能器件。有幾個有點:能量密度高、體積小、柔性化的前景、更安全。

固態鋰電池也有成本高的問題,也不是具有特大創新力,但它卻是容易實現的一種電池。

以上是吉普介紹的幾種未來電池,當然未來電池還有很多研究方向,比如鋰硫電池、鋰空氣電池、鋁空氣電池、鋅空氣電池,都是可能取代鋰離子電池的。吉普只想告訴大家,不用太操心這些了解即可,自有廠家去頭疼。世界末日了,會英雄挺身而出,而我們普通人只要做好被拯救的準備即可,簡稱:躺。


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