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)池的續航能力(li)感到失望——以往可以使(shi)用4-7天的手機電(dian)力(li)，現在(zai)需要每(mei)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用一周，目(mu)前突破的可(ke)能性不大。

能(neng)(neng)量密(mi)(mi)度(du)(du)是檢驗電(dian)池(chi)(chi)品質的(de)(de)(de)核心指標(biao)之一，改善的(de)(de)(de)目(mu)標(biao)是在(zai)重量越輕(qing)、體積越小的(de)(de)(de)電(dian)池(chi)(chi)包中存儲越來(lai)越多的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量。以我(wo)(wo)們(men)熟悉的(de)(de)(de)廠商比(bi)亞(ya)迪的(de)(de)(de)鋰(li)電(dian)池(chi)(chi)為例，其目(mu)前按(an)照重量和(he)體積分別可達(da)到的(de)(de)(de)實際比(bi)能(neng)(neng)量為100-125瓦(wa)(wa)時(shi)/公(gong)斤和(he)240-300瓦(wa)(wa)時(shi)/升，特(te)斯拉電(dian)動汽車(che)Model S所使用的(de)(de)(de)松(song)下筆記本電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量密(mi)(mi)度(du)(du)為170瓦(wa)(wa)時(shi)/公(gong)斤。在(zai)我(wo)(wo)們(men)此前的(de)(de)(de)報(bao)道(dao)中，美國創新蓄(xu)電(dian)公(gong)司（Enevate Corporation）通(tong)過對鋰(li)離子電(dian)池(chi)(chi)負極(ji)材料的(de)(de)(de)改進，可以將電(dian)池(chi)(chi)能(neng)(neng)量密(mi)(mi)度(du)(du)提升30%以上。

想要(yao)成倍提(ti)升(sheng)電(dian)池(chi)(chi)能量密度(du)，必須依靠下(xia)一代電(dian)池(chi)(chi)技(ji)術(shu)。張躍剛博士向我們推薦了以下(xia)三大(da)熱門電(dian)池(chi)(chi)技(ji)術(shu)，它們大(da)多(duo)數還處于(yu)實驗(yan)室研發階段(duan)。雖然距(ju)離商(shang)業化投(tou)產還有相(xiang)當長一段(duan)路，但我們相(xiang)信移(yi)動電(dian)子設備的飛速(su)發展(zhan)會(hui)令電(dian)池(chi)(chi)領域(yu)的投(tou)資增(zeng)加，從而在一定程度(du)上加速(su)技(ji)術(shu)和商(shang)業方面(mian)的突破。

鋰硫電池

鋰硫(liu)(liu)電(dian)池(chi)是鋰電(dian)池(chi)的(de)一(yi)種，它(ta)是以硫(liu)(liu)元(yuan)素作(zuo)為電(dian)池(chi)正極,金屬鋰作(zuo)為負(fu)極的(de)一(yi)種鋰電(dian)池(chi)，其理(li)論能量密度是鋰離(li)子電(dian)池(chi)的(de)5倍左右，目前尚(shang)處于(yu)初期研發(fa)階段(duan)。

鋰硫電(dian)(dian)池是目(mu)前鋰電(dian)(dian)池之外被廣泛看好(hao)的新一(yi)代鋰電(dian)(dian)池，目(mu)前投入(ru)該(gai)領域研(yan)究的實驗(yan)室(shi)和各種早期(qi)資金，在商業(ye)化方面的前景被一(yi)致看好(hao)。

然而，鋰硫電池面對的(de)(de)技術挑戰也很(hen)大，特別是(shi)電池負極材料使用化(hua)學性(xing)質及不穩定的(de)(de)金屬鋰，這對于電池的(de)(de)安全是(shi)極大的(de)(de)考驗(yan)。此外，在穩定性(xing)、配方(fang)、工藝等諸多(duo)方(fang)面仍然面臨(lin)很(hen)多(duo)未知的(de)(de)挑戰。

目(mu)前(qian)在(zai)(zai)英國、美國都有不止一家機構(gou)投入鋰硫(liu)電(dian)池(chi)的研(yan)究(jiu)，有些(xie)公司此前(qian)宣稱今(jin)年將(jiang)推出產品。張躍剛博(bo)士(shi)在(zai)(zai)伯克利大學(xue)實驗(yan)室也在(zai)(zai)研(yan)究(jiu)鋰硫(liu)電(dian)池(chi)，從實驗(yan)室結果來看，其成果令人滿(man)意，電(dian)池(chi)在(zai)(zai)較為(wei)苛刻的測試環境下(xia)，循環次數達到了3,000次以(yi)上。

鋰空氣電池

鋰空氣(qi)電池(chi)是(shi)(shi)一種用鋰作陽極(ji)(ji)，以(yi)空氣(qi)中的(de)(de)(de)氧氣(qi)作為陰極(ji)(ji)反應(ying)(ying)物的(de)(de)(de)電池(chi)。由于陽極(ji)(ji)金屬鋰的(de)(de)(de)質量很輕，而與之反應(ying)(ying)的(de)(de)(de)陰極(ji)(ji)反應(ying)(ying)物氧氣(qi)就存(cun)在與自然環境中，無須保(bao)存(cun)在電池(chi)里(li)，所以(yi)其(qi)理論能量密度是(shi)(shi)鋰離子電池(chi)的(de)(de)(de)近10倍。

鋰(li)空(kong)氣電(dian)池在技術方面的挑(tiao)戰更多，除了金屬鋰(li)的安(an)全保(bao)存問題外(wai)，氧化反應(ying)后形成的氧化鋰(li)性質過于穩定，必(bi)須借助催化劑(ji)才能完(wan)成還原反應(ying)。此(ci)外(wai)，電(dian)池的循環次數問題始終沒有(you)解(jie)決。

相(xiang)比(bi)于(yu)鋰硫電池，鋰空氣(qi)電池處(chu)于(yu)更(geng)為早期的研究(jiu)中，目(mu)前還沒有公司投資進行商(shang)業研究(jiu)開發。

鎂電池

鎂(mei)電(dian)(dian)池是(shi)以以鎂(mei)為負極，某(mou)些金(jin)屬或非金(jin)屬氧化物為正極的(de)原電(dian)(dian)池。相比于(yu)鋰電(dian)(dian)池，鎂(mei)電(dian)(dian)池具(ju)有更好(hao)的(de)穩定性(xing)，壽(shou)命更長。由于(yu)“鎂(mei)”是(shi)二價元素，所以雖然其質量大于(yu)金(jin)屬鋰，但能量密度可能比鋰更具(ju)優勢。

鎂電池與鋰空氣電池目前處于差不(bu)多的(de)研究階(jie)段(duan)，日本豐田(tian)汽(qi)車和美國麻省理工(gong)學院旗下研究機(ji)構都在(zai)做(zuo)鎂電池的(de)研究，但其距離商(shang)業化發(fa)展仍然具有相當長的(de)道路。

                                                                                                                                                                                        本文摘自于中國鋰電網