钜大LARGE | 点击量:1599次 | 2021年06月08日
未来的锂离子电池的发展创新点分析
人类社会的进步离不开社会上各行各业的努力,各种各样的电子产品的更新换代离不开我们的设计者的努力,其实很多人并不会去了解电子产品的组成,比如未来的创新电池。电池已经融入到我们的日常生活中,电动汽车、手电筒、遥控器,似乎我们的生活中早已离不开电池。幸运的是,未来的电池正朝着可持续的方向发展.
1.由人体皮肤供电的新款电池
如今,智能手表,蓝牙耳机(蓝牙耳机),智能服装等“智能穿戴式设备(smartwearables)”越发流行,上述设备可追踪并记录用户的呼吸,心率及其他身体参数。供电问题,科研人员正在研发一块电池,其所采用的电极就附着在用户的皮肤上。目前,这款创新型电池正在测试中。当手指轻拍皮肤后,其出现的电量可点亮12一个LED灯泡。值得一提的是,该电极可捕获皮肤上的电流,其金制膜层的厚度为50纳米,位于硅胶层(siliconerubberlayer)的下方,多数由许多小型柱状薄膜构成,且细长大皮肤接触面。
2.快充技术(Quick-ChargeTechnology)
不久前,假如智能手机的电池电量耗尽,则意味着用户将要为手机插入充电器,并等待30至60分钟才能为设备充满电。如今,某些快速充电技术可以将充电速度缩短到更早时间的六分之一。例如,高通“5for5”创新技术的亮点是“充电5分钟,通话5小时”,旨在为使用Snapdragon芯片的手机和智能设备供应超快充电服务,这不仅大大减少了充电时间,也防止在充电时等待。此外,该技术还可以降低电力消耗并减少要支付的电费。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
3.安全性更高的固态电池
研究人员已经开发出几种固态电池,它们在许多方面引领着当前常用的锂离子电池。此外,固态电池更安全,使用寿命更长,电池性能更强。这种新型可充电电池可以充电数十万次,并且在材料磨损后将被填埋。固态电池可将功率新增30%以上,这意味着它在充电后会持续更长的时间。由于固态可充电电池是不可燃的,因此它们是用于电动汽车的一种出色的车载电池。
4.锂离子电池
尽管固态电池可以供应各种环保功能,但VisualCapitalist认为,锂离子电池在环保方面还有更大的提升空间。据估计,由于对锂离子电池正极中铝,钴,锰和镍等金属含量的不断调整,未来锂离子电池的功率将逐年新增6%-7%。研究人员对上述材料进行了大量实验,并继续探索每种材料的最佳比例,以延长阴极的使用寿命并提高其能源效率。目前,研究人员正在测试硅阳极。与目前使用的石墨阳极相比,该材料将电池的功率提高了10倍。
5.柔性电池(flexiblebattery)
亚利桑那州立大学的研究团队受到日本折纸技术的启发,并采用了灵活的储能技术。由其开发的锂离子电池具有大量的折痕和切口,从而增强了电池的延展性和柔韧性。据说,这种柔性电池的外观是一个弹性腕带,是智能手表的重要组成部分之一。由于腕带的可延展性,可以将这种可延展的欧洲之星电池缝制到漂亮的衣服上。智能可穿戴设备的电源最终将由这种电池驱动,这种电池比传统的大容量电池消耗更少的资源。
液态金属电池:个头小,储能强
目前,科学家尚未开发出在电网中大规模存储电能的具有成本效益的方法,这已成为开发各种可再生能源的束缚。麻省理工学院(MIT)的液态金属电池似乎是一个更好的解决方法。据国外媒体报道,由麻省理工学院材料科学与工程学教授唐纳德·沙德威(DonaldShadway)领导的研究小组已成功制造出液态金属电池。液态金属电池的结构实际上非常简单,两侧都有液态金属电极,中间是熔融盐。预计在未来的一天,液态金属电池将出现可再生能源,例如太阳能,从而更容易在太阳能电池板和风力涡轮机上存储能量,并帮助科学家构建更可靠的电网。