手機、平板電腦、各種可穿戴設備的發展如火如荼，然而，電池卻成了制約所有這些移動電子設備發展的瓶頸之一。大多數剛開始用智能手機的用戶都會對電(dian)池(chi)的續航能力感到失望——以往可以使用4-7天的手機電(dian)力，現在(zai)需要每天充電(dian)。

鋰離子電池是目前二次充電電池中*為主流，且被投資者和從業者都看好的方向，但從長遠發展來看，其能量密度要達到成倍的改進，其可能性并不大。從智能手機來看，人們上網的時間越來越長，網速越來越快，支撐芯片也必須越來越快；同時屏幕也越來越大，盡管有各種節能改進，但能量的消耗確卻是在不斷增加的。據中國科學院電池領域的國際專家張躍剛博士稱，現在要在智能手機上實現一塊充電電池使(shi)用(yong)一周，目前突(tu)破的可(ke)能性不大(da)。

能(neng)量(liang)密度(du)(du)是檢驗電池(chi)(chi)品質的(de)(de)核心指標(biao)之一，改(gai)善的(de)(de)目(mu)(mu)標(biao)是在重量(liang)越(yue)(yue)輕(qing)、體積(ji)越(yue)(yue)小的(de)(de)電池(chi)(chi)包中(zhong)存儲越(yue)(yue)來越(yue)(yue)多的(de)(de)能(neng)量(liang)。以我(wo)(wo)們熟悉的(de)(de)廠商比亞迪的(de)(de)鋰(li)電池(chi)(chi)為(wei)例，其(qi)目(mu)(mu)前按照重量(liang)和體積(ji)分別可(ke)達到的(de)(de)實際(ji)比能(neng)量(liang)為(wei)100-125瓦(wa)時(shi)/公斤和240-300瓦(wa)時(shi)/升(sheng)，特斯(si)拉電動汽車(che)Model S所(suo)使用的(de)(de)松下(xia)筆(bi)記(ji)本電池(chi)(chi)的(de)(de)能(neng)量(liang)密度(du)(du)為(wei)170瓦(wa)時(shi)/公斤。在我(wo)(wo)們此前的(de)(de)報(bao)道中(zhong)，美國創新蓄電公司(si)（Enevate Corporation）通過對鋰(li)離子電池(chi)(chi)負極(ji)材料的(de)(de)改(gai)進(jin)，可(ke)以將電池(chi)(chi)能(neng)量(liang)密度(du)(du)提升(sheng)30%以上。

想要成倍提升電池(chi)能(neng)量密度(du)，必(bi)須依靠(kao)下(xia)一(yi)代(dai)電池(chi)技術(shu)。張(zhang)躍剛博士向我們(men)推(tui)薦(jian)了以下(xia)三大(da)熱門電池(chi)技術(shu)，它們(men)大(da)多數(shu)還處(chu)于實驗(yan)室研發階(jie)段。雖然距離商業化投(tou)產還有(you)相當長一(yi)段路，但我們(men)相信移(yi)動電子設備的(de)飛速(su)發展會令電池(chi)領(ling)域的(de)投(tou)資(zi)增加，從(cong)而在(zai)一(yi)定程度(du)上加速(su)技術(shu)和商業方面的(de)突破。

鋰硫電池

鋰(li)(li)硫電(dian)池(chi)(chi)(chi)是(shi)鋰(li)(li)電(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)一種(zhong)，它是(shi)以硫元素作(zuo)為(wei)電(dian)池(chi)(chi)(chi)正極(ji),金屬鋰(li)(li)作(zuo)為(wei)負極(ji)的(de)一種(zhong)鋰(li)(li)電(dian)池(chi)(chi)(chi)，其理(li)論能量密度是(shi)鋰(li)(li)離子電(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)5倍左(zuo)右(you)，目前尚(shang)處(chu)于初(chu)期研發(fa)階(jie)段。

鋰(li)硫電(dian)池是目前(qian)鋰(li)電(dian)池之外被廣泛看好的(de)新一代(dai)鋰(li)電(dian)池，目前(qian)投入(ru)該(gai)領域研究的(de)實(shi)驗(yan)室和(he)各種(zhong)早期資金，在商業(ye)化(hua)方面的(de)前(qian)景被一致看好。

然而(er)，鋰硫電(dian)(dian)池面對的(de)技術挑(tiao)(tiao)戰(zhan)也很大，特別是電(dian)(dian)池負極(ji)材料使用化(hua)學性質及不穩(wen)定(ding)的(de)金屬鋰，這(zhe)對于(yu)電(dian)(dian)池的(de)安全是極(ji)大的(de)考驗。此(ci)外，在穩(wen)定(ding)性、配方、工藝等(deng)諸多方面仍然面臨很多未知的(de)挑(tiao)(tiao)戰(zhan)。

目(mu)前在(zai)(zai)英國、美國都有不止一家機構(gou)投入(ru)鋰硫電(dian)池(chi)(chi)的研究，有些公司此前宣(xuan)稱今年(nian)將推出(chu)產品。張(zhang)躍剛博士在(zai)(zai)伯(bo)克利大學實驗(yan)室也在(zai)(zai)研究鋰硫電(dian)池(chi)(chi)，從實驗(yan)室結果來看，其成果令人滿意，電(dian)池(chi)(chi)在(zai)(zai)較為苛刻的測試環(huan)境下，循環(huan)次數達到了3,000次以上(shang)。

鋰空氣電池

鋰(li)空氣(qi)(qi)電池(chi)(chi)是一種用鋰(li)作(zuo)陽(yang)極(ji)，以空氣(qi)(qi)中的(de)氧氣(qi)(qi)作(zuo)為陰極(ji)反(fan)應(ying)(ying)物(wu)的(de)電池(chi)(chi)。由(you)于陽(yang)極(ji)金屬鋰(li)的(de)質量很輕，而與(yu)之反(fan)應(ying)(ying)的(de)陰極(ji)反(fan)應(ying)(ying)物(wu)氧氣(qi)(qi)就存(cun)在與(yu)自(zi)然環境中，無須保(bao)存(cun)在電池(chi)(chi)里(li)，所以其理論能量密度是鋰(li)離子電池(chi)(chi)的(de)近10倍。

鋰(li)空氣電(dian)池在技術方面的(de)挑戰(zhan)更多，除了(le)金(jin)屬鋰(li)的(de)安全保存(cun)問題(ti)外(wai)，氧化反(fan)應后(hou)形成(cheng)的(de)氧化鋰(li)性質過于穩(wen)定，必(bi)須借助(zhu)催化劑才能完成(cheng)還(huan)原反(fan)應。此外(wai)，電(dian)池的(de)循環次數(shu)問題(ti)始終沒有解決。

相比于(yu)鋰硫(liu)電(dian)池，鋰空氣電(dian)池處于(yu)更(geng)為早(zao)期的研(yan)究(jiu)中，目前還沒有(you)公司投資進(jin)行商業研(yan)究(jiu)開(kai)發。

鎂電池

鎂電(dian)池(chi)是(shi)以(yi)以(yi)鎂為負極，某些金屬或(huo)非金屬氧化物為正極的原(yuan)電(dian)池(chi)。相比于(yu)(yu)鋰(li)電(dian)池(chi)，鎂電(dian)池(chi)具(ju)有更好的穩定性(xing)，壽命(ming)更長。由于(yu)(yu)“鎂”是(shi)二價元素(su)，所以(yi)雖然其質量大于(yu)(yu)金屬鋰(li)，但能(neng)(neng)量密度可能(neng)(neng)比鋰(li)更具(ju)優勢。

鎂電(dian)池(chi)與鋰空氣電(dian)池(chi)目前處于差不多的研究(jiu)階段，日(ri)本豐(feng)田汽車和美國(guo)麻省理工學院旗下研究(jiu)機構都在做(zuo)鎂電(dian)池(chi)的研究(jiu)，但其距離商(shang)業化(hua)發展仍(reng)然(ran)具有相(xiang)當長的道路。

                                                                                                                                                                                        本文摘自(zi)于中(zhong)國鋰(li)電網