詳細了解三鋰離子電池更換技術

張博士介紹以下三個熱電池技術,其中大多數仍在實驗室里。雖然仍有很長的路要走商業化生產之前,我們相信移動電子設備的快速發展將新增電池的成本,這無疑會加速技術和商業中斷。

手機、平板電腦和可穿戴設備都在蓬勃發展，但電池是所有這些設備的瓶頸之一。大多數智能手機的新用戶對電池壽命感到絕望他們過去可以用手機運行4至7天，但現在要每天充電。

鋰離子電池是目前最主流的二次充電電池，并受到了贊助商和業內人士的看好方向，但從長遠來看，其能量密度要實現兩倍的提高，可能還不大。在智能手機中，人們上網的時間更長、速度更快，而支持芯片必須更快。與此同時，屏幕越來越大，能源成本也在新增，盡管所有的節能措施都有所改進。我國科學院國際電池專家張躍剛博士表示，用智能手機打一個星期的充電電池可能是不夠的。

能量密度是電池質量的核心指標之一，其策略是在更輕、更小的電池中儲存越來越多的能量。以比亞迪的鋰離子電池為例，按重量和體積計算，鋰離子電池目前的實際用電量分別為100-125瓦時/公斤和240-300瓦時/升。特斯拉S型電動汽車使用的松下筆記本電池的能量密度為170瓦時/公斤。在我們之前的報告中，美國Enevate公司通過改進陰極數據，可以將鋰離子電池的能量密度提高30%以上。

要以指數方式新增電池的能量密度，你必須依靠下一代電池技術。張躍剛博士向我們介紹了以下三種熱電池技術，其中大部分仍處于實驗室階段。雖然距離商業化生產還有很長的路要走，但我們相信，移動電子設備的快速發展將新增電池的成本，這必將加速技術和商業上的顛覆。

鋰硫電池

鋰硫電池是鋰離子電池的一種，是以硫元素為正極，鋰金屬為負極的鋰離子電池，其理論能量密度約為鋰離子電池的5倍，尚處于發展的早期階段。

目前鋰硫電池是鋰離子電池普遍看好的新一代鋰離子電池，目前進入研究實驗室領域和各種前期資金，商業化前景一致樂觀。

然而，鋰硫電池也面對著許多技術挑戰，尤其是使用負極電池數據的化學性質和不穩定的金屬鋰，這是對電池安全性的一大考驗。此外，穩定性、公式、流程等諸多方面還面對著許多未知的挑戰。

目前，英國和美國有不止一家機構在研究鋰硫電池，一些公司表示，它們將于今年推出這種電池。在他伯克利的實驗室里，他也在研究鋰硫電池，結果令人滿意，電池在一個更苛刻的測試環境中經歷了3000多次循環。

鋰空氣電池

鋰空氣電池是以鋰為正極，空氣中的氧為負極反應的電池。鋰陽極的理論能量密度是鋰離子電池的近10倍，因為陽極金屬鋰的質量非常輕，而活性陰極材料氧存在于自然環境中，不要儲存在電池中。

鋰空氣電池在技術方面面對更多挑戰。除了金屬鋰的安全保存問題外，氧化反應形成的鋰氧化物過于穩定，只有借助催化劑才能完成和還原反應。另外，電池周期數的問題還沒有解決。

與鋰硫電池相比，鋰空氣電池的研究還處于早期階段，目前還沒有公司投入商業研發。

鎂電池

鎂電池是以鎂為負極，某些金屬或非金屬氧化物為正極的原電池。與鋰離子電池相比，鎂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，所以它的質量更大