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(de)用戶都(dou)會對(dui)電(dian)池的(de)續航能力感到失望——以(yi)往可以(yi)使用4-7天的(de)手機電(dian)力，現在需要每天充電(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用一周(zhou)，目前突破(po)的可能(neng)性不(bu)大。

能(neng)(neng)量(liang)(liang)密度(du)是檢驗電(dian)(dian)池(chi)品質的(de)核心指標(biao)之一(yi)，改善的(de)目標(biao)是在重量(liang)(liang)越(yue)(yue)(yue)輕、體(ti)積越(yue)(yue)(yue)小的(de)電(dian)(dian)池(chi)包(bao)中(zhong)存(cun)儲(chu)越(yue)(yue)(yue)來越(yue)(yue)(yue)多的(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)。以我(wo)們熟悉的(de)廠商比亞迪的(de)鋰(li)電(dian)(dian)池(chi)為(wei)(wei)例，其目前按照重量(liang)(liang)和體(ti)積分別(bie)可達到的(de)實際比能(neng)(neng)量(liang)(liang)為(wei)(wei)100-125瓦(wa)時(shi)/公(gong)斤和240-300瓦(wa)時(shi)/升，特斯拉(la)電(dian)(dian)動汽車Model S所使用的(de)松下筆記本電(dian)(dian)池(chi)的(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)密度(du)為(wei)(wei)170瓦(wa)時(shi)/公(gong)斤。在我(wo)們此前的(de)報道中(zhong)，美國創新(xin)蓄電(dian)(dian)公(gong)司（Enevate Corporation）通過對鋰(li)離子(zi)電(dian)(dian)池(chi)負極材(cai)料的(de)改進，可以將電(dian)(dian)池(chi)能(neng)(neng)量(liang)(liang)密度(du)提(ti)升30%以上。

想要(yao)成倍提(ti)升電(dian)池(chi)能(neng)量密(mi)度(du)，必須依靠下一代(dai)電(dian)池(chi)技(ji)術(shu)。張躍剛博士向我們(men)推薦了(le)以下三大熱門(men)電(dian)池(chi)技(ji)術(shu)，它們(men)大多數還(huan)處于實驗室研發階段(duan)(duan)。雖然距離商業化投產還(huan)有相(xiang)當長一段(duan)(duan)路(lu)，但我們(men)相(xiang)信(xin)移動(dong)電(dian)子設備的(de)飛速(su)發展會令(ling)電(dian)池(chi)領域的(de)投資增加(jia)，從而在一定程度(du)上加(jia)速(su)技(ji)術(shu)和商業方面(mian)的(de)突破。

鋰硫電池

鋰(li)(li)硫電(dian)(dian)池是(shi)鋰(li)(li)電(dian)(dian)池的一種(zhong)，它是(shi)以硫元素(su)作(zuo)為電(dian)(dian)池正(zheng)極(ji),金(jin)屬鋰(li)(li)作(zuo)為負極(ji)的一種(zhong)鋰(li)(li)電(dian)(dian)池，其理論能量密度是(shi)鋰(li)(li)離子電(dian)(dian)池的5倍左右，目前(qian)尚處于初期研發(fa)階段。

鋰硫電池(chi)是(shi)目前鋰電池(chi)之(zhi)外被廣(guang)泛看(kan)好(hao)的(de)新一代(dai)鋰電池(chi)，目前投入該領域研究的(de)實驗室和各(ge)種早期(qi)資金(jin)，在商業(ye)化方面的(de)前景被一致看(kan)好(hao)。

然(ran)而，鋰(li)硫電(dian)池(chi)面對的(de)技術挑戰(zhan)也很(hen)大，特別(bie)是電(dian)池(chi)負(fu)極材料使用化學性(xing)(xing)質及不穩定的(de)金屬鋰(li)，這對于電(dian)池(chi)的(de)安全(quan)是極大的(de)考驗。此外(wai)，在穩定性(xing)(xing)、配方、工藝等諸多方面仍(reng)然(ran)面臨很(hen)多未知的(de)挑戰(zhan)。

目前在(zai)(zai)英國、美國都有不止一家機構投入(ru)鋰(li)硫電(dian)池(chi)的研(yan)究，有些公司此前宣稱今年將推出產品。張躍剛博士(shi)在(zai)(zai)伯克(ke)利(li)大學(xue)實驗室也在(zai)(zai)研(yan)究鋰(li)硫電(dian)池(chi)，從實驗室結果來(lai)看，其成(cheng)果令人滿意，電(dian)池(chi)在(zai)(zai)較為苛(ke)刻(ke)的測試環(huan)境下(xia)，循(xun)環(huan)次數達到了3,000次以(yi)上。

鋰空氣電池

鋰空氣(qi)電(dian)池(chi)(chi)是(shi)一種用鋰作陽(yang)極，以(yi)空氣(qi)中的(de)(de)氧(yang)氣(qi)作為陰極反應物的(de)(de)電(dian)池(chi)(chi)。由于陽(yang)極金(jin)屬(shu)鋰的(de)(de)質量很(hen)輕(qing)，而與(yu)之反應的(de)(de)陰極反應物氧(yang)氣(qi)就存在與(yu)自然環(huan)境中，無須保存在電(dian)池(chi)(chi)里，所以(yi)其理論能量密(mi)度是(shi)鋰離子電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)近10倍。

鋰空氣電池在(zai)技術方面的(de)挑戰更多，除(chu)了(le)金屬(shu)鋰的(de)安(an)全(quan)保存問(wen)題外，氧化反應(ying)后形成的(de)氧化鋰性質過于穩(wen)定(ding)，必須借助催化劑才能(neng)完成還原反應(ying)。此外，電池的(de)循環(huan)次數(shu)問(wen)題始終(zhong)沒有解決。

相(xiang)比于鋰(li)硫電(dian)池(chi)，鋰(li)空氣電(dian)池(chi)處(chu)于更為早期的研究中，目前還沒有公司投資進行商業研究開發。

鎂電池

鎂電池(chi)(chi)是(shi)(shi)以以鎂為(wei)(wei)負極(ji)，某些金(jin)屬(shu)或非金(jin)屬(shu)氧化物為(wei)(wei)正極(ji)的原電池(chi)(chi)。相比(bi)于鋰(li)(li)電池(chi)(chi)，鎂電池(chi)(chi)具有更好的穩(wen)定性，壽命更長。由于“鎂”是(shi)(shi)二(er)價元素，所以雖(sui)然(ran)其質量(liang)大(da)于金(jin)屬(shu)鋰(li)(li)，但(dan)能量(liang)密(mi)度可能比(bi)鋰(li)(li)更具優勢。

鎂電(dian)池與鋰(li)空氣電(dian)池目前處于差不多的(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)階段，日本豐田汽車和美(mei)國麻省(sheng)理(li)工學院旗(qi)下研(yan)(yan)究(jiu)機構都在做鎂電(dian)池的(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)，但其(qi)距(ju)離商業化發展仍然具有相當長的(de)(de)道路。

                                                                                                                                                                                        本文摘自(zi)于中國鋰電(dian)網(wang)