解析锂离子电池的三大接班技术

详细了解三锂离子电池更换技术

张博士介绍以下三个热电池技术,其中大多数仍在实验室里。虽然仍有很长的路要走商业化生产之前,我们相信移动电子设备的快速发展将新增电池的成本,这无疑会加速技术和商业中断。

手机、平板电脑和可穿戴设备都在蓬勃发展，但电池是所有这些设备的瓶颈之一。大多数智能手机的新用户对电池寿命感到绝望他们过去可以用手机运行4至7天，但现在要每天充电。

锂离子电池是目前最主流的二次充电电池，并受到了赞助商和业内人士的看好方向，但从长远来看，其能量密度要实现两倍的提高，可能还不大。在智能手机中，人们上网的时间更长、速度更快，而支持芯片必须更快。与此同时，屏幕越来越大，能源成本也在新增，尽管所有的节能措施都有所改进。我国科学院国际电池专家张跃刚博士表示，用智能手机打一个星期的充电电池可能是不够的。

能量密度是电池质量的核心指标之一，其策略是在更轻、更小的电池中储存越来越多的能量。以比亚迪的锂离子电池为例，按重量和体积计算，锂离子电池目前的实际用电量分别为100-125瓦时/公斤和240-300瓦时/升。特斯拉S型电动汽车使用的松下笔记本电池的能量密度为170瓦时/公斤。在我们之前的报告中，美国Enevate公司通过改进阴极数据，可以将锂离子电池的能量密度提高30%以上。

要以指数方式新增电池的能量密度，你必须依靠下一代电池技术。张跃刚博士向我们介绍了以下三种热电池技术，其中大部分仍处于实验室阶段。虽然距离商业化生产还有很长的路要走，但我们相信，移动电子设备的快速发展将新增电池的成本，这必将加速技术和商业上的颠覆。

锂硫电池

锂硫电池是锂离子电池的一种，是以硫元素为正极，锂金属为负极的锂离子电池，其理论能量密度约为锂离子电池的5倍，尚处于发展的早期阶段。

目前锂硫电池是锂离子电池普遍看好的新一代锂离子电池，目前进入研究实验室领域和各种前期资金，商业化前景一致乐观。

然而，锂硫电池也面对着许多技术挑战，尤其是使用负极电池数据的化学性质和不稳定的金属锂，这是对电池安全性的一大考验。此外，稳定性、公式、流程等诸多方面还面对着许多未知的挑战。

目前，英国和美国有不止一家机构在研究锂硫电池，一些公司表示，它们将于今年推出这种电池。在他伯克利的实验室里，他也在研究锂硫电池，结果令人满意，电池在一个更苛刻的测试环境中经历了3000多次循环。

锂空气电池

锂空气电池是以锂为正极，空气中的氧为负极反应的电池。锂阳极的理论能量密度是锂离子电池的近10倍，因为阳极金属锂的质量非常轻，而活性阴极材料氧存在于自然环境中，不要储存在电池中。

锂空气电池在技术方面面对更多挑战。除了金属锂的安全保存问题外，氧化反应形成的锂氧化物过于稳定，只有借助催化剂才能完成和还原反应。另外，电池周期数的问题还没有解决。

与锂硫电池相比，锂空气电池的研究还处于早期阶段，目前还没有公司投入商业研发。

镁电池

镁电池是以镁为负极，某些金属或非金属氧化物为正极的原电池。与锂离子电池相比，镁电池具有更好的稳定性和更长的使用寿命。因为镁是二价元素，所以它的质量更大