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(shou)機的用戶都會對(dui)電(dian)池的續(xu)航能力感到失望——以往可以使用4-7天的手(shou)機電(dian)力，現在需(xu)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(yong)一周，目前(qian)突破的可(ke)能性不大。

能量(liang)(liang)密(mi)(mi)度是檢驗電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)品質的(de)(de)核心指標之(zhi)一，改善的(de)(de)目標是在重(zhong)量(liang)(liang)越(yue)輕、體積越(yue)小的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)包中存儲越(yue)來越(yue)多的(de)(de)能量(liang)(liang)。以(yi)我(wo)們熟(shu)悉(xi)的(de)(de)廠商比亞迪的(de)(de)鋰(li)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)為(wei)例，其目前按(an)照重(zhong)量(liang)(liang)和(he)體積分別可(ke)達(da)到的(de)(de)實際(ji)比能量(liang)(liang)為(wei)100-125瓦時(shi)(shi)/公斤(jin)和(he)240-300瓦時(shi)(shi)/升，特斯拉電(dian)(dian)(dian)動汽車(che)Model S所(suo)使用的(de)(de)松(song)下筆記本電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)能量(liang)(liang)密(mi)(mi)度為(wei)170瓦時(shi)(shi)/公斤(jin)。在我(wo)們此前的(de)(de)報道(dao)中，美國創新(xin)蓄電(dian)(dian)(dian)公司（Enevate Corporation）通過(guo)對鋰(li)離子電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)負極材料(liao)的(de)(de)改進(jin)，可(ke)以(yi)將(jiang)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)能量(liang)(liang)密(mi)(mi)度提升30%以(yi)上。

想要成倍提升電池能量密度，必須依靠下一代(dai)電池技(ji)術(shu)(shu)。張躍剛(gang)博士向我(wo)們推薦了以下三大熱門電池技(ji)術(shu)(shu)，它們大多(duo)數還處于實驗室(shi)研發(fa)階段。雖然距離(li)商(shang)業化投產還有相當(dang)長一段路，但我(wo)們相信移動(dong)電子設備的(de)飛速發(fa)展(zhan)會令電池領(ling)域的(de)投資增加，從而在一定程度上加速技(ji)術(shu)(shu)和商(shang)業方面的(de)突破。

鋰硫電池

鋰硫電(dian)(dian)(dian)池(chi)是鋰電(dian)(dian)(dian)池(chi)的一種，它(ta)是以(yi)硫元素作為(wei)電(dian)(dian)(dian)池(chi)正極,金屬(shu)鋰作為(wei)負極的一種鋰電(dian)(dian)(dian)池(chi)，其理論能量密(mi)度是鋰離子電(dian)(dian)(dian)池(chi)的5倍左(zuo)右，目前尚處(chu)于初期研發(fa)階(jie)段。

鋰硫電池(chi)是目前(qian)鋰電池(chi)之外(wai)被(bei)廣泛看好的新一代鋰電池(chi)，目前(qian)投入該領域研究的實驗室和各種早期資(zi)金，在(zai)商業化方(fang)面的前(qian)景被(bei)一致看好。

然而，鋰(li)硫電(dian)(dian)池面對的(de)技術挑戰也很(hen)(hen)大，特別(bie)是電(dian)(dian)池負極材料使用化(hua)學性質及不穩(wen)定的(de)金屬鋰(li)，這對于電(dian)(dian)池的(de)安(an)全是極大的(de)考驗。此(ci)外，在(zai)穩(wen)定性、配方(fang)、工藝(yi)等(deng)諸多方(fang)面仍然面臨很(hen)(hen)多未(wei)知的(de)挑戰。

目前(qian)在英國、美國都有不止一家機構投入鋰(li)(li)硫電(dian)池的研究，有些公司此前(qian)宣稱今年將推出產品。張躍剛(gang)博士在伯(bo)克利(li)大學實驗室(shi)(shi)也在研究鋰(li)(li)硫電(dian)池，從實驗室(shi)(shi)結果來(lai)看，其成(cheng)果令人滿意(yi)，電(dian)池在較為苛刻的測試環境(jing)下，循(xun)環次(ci)數達(da)到了3,000次(ci)以上。

鋰空氣電池

鋰(li)空氣(qi)(qi)電池是一(yi)種用鋰(li)作陽極，以空氣(qi)(qi)中的(de)氧(yang)氣(qi)(qi)作為(wei)陰極反(fan)應物(wu)的(de)電池。由(you)于陽極金屬鋰(li)的(de)質(zhi)量(liang)很輕，而與之反(fan)應的(de)陰極反(fan)應物(wu)氧(yang)氣(qi)(qi)就存在與自然環境中，無須保存在電池里，所(suo)以其理論能(neng)量(liang)密度是鋰(li)離(li)子電池的(de)近10倍。

鋰(li)空氣(qi)電(dian)(dian)池在技術方面的(de)(de)挑戰(zhan)更多，除(chu)了金(jin)屬(shu)鋰(li)的(de)(de)安全保存問(wen)題外(wai)，氧化(hua)(hua)(hua)反應后(hou)形成的(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)鋰(li)性(xing)質過于穩定，必須借助催化(hua)(hua)(hua)劑才能完成還原反應。此外(wai)，電(dian)(dian)池的(de)(de)循(xun)環次數問(wen)題始終沒(mei)有解決(jue)。

相比于鋰(li)硫電池，鋰(li)空(kong)氣電池處于更為早期的研究中，目前還沒有公(gong)司投(tou)資進行商業研究開發。

鎂電池

鎂電(dian)(dian)池(chi)是以以鎂為(wei)負(fu)極，某些金屬或非金屬氧化物(wu)為(wei)正極的(de)原電(dian)(dian)池(chi)。相(xiang)比(bi)于鋰電(dian)(dian)池(chi)，鎂電(dian)(dian)池(chi)具(ju)有更(geng)好的(de)穩定性，壽(shou)命(ming)更(geng)長。由(you)于“鎂”是二價元素，所(suo)以雖然(ran)其質量(liang)大于金屬鋰，但能量(liang)密度可能比(bi)鋰更(geng)具(ju)優勢。

鎂(mei)電(dian)池(chi)(chi)(chi)與鋰空氣電(dian)池(chi)(chi)(chi)目(mu)前處于(yu)差不多的研究(jiu)階段，日本豐田(tian)汽車和(he)美國麻省理工學院旗下研究(jiu)機(ji)構都在(zai)做鎂(mei)電(dian)池(chi)(chi)(chi)的研究(jiu)，但其距離商業化發展仍然(ran)具有(you)相當長(chang)的道路。

                                                                                                                                                                                        本文摘自于中國鋰電(dian)網