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(ji)的(de)用(yong)戶都會對電池的(de)續航能力(li)感到失(shi)望——以(yi)往可以(yi)使用(yong)4-7天的(de)手(shou)機(ji)電力(li)，現在需要每天充電。

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，目前突破的可能性(xing)不大。

能(neng)量(liang)密(mi)度是檢驗(yan)電(dian)池(chi)品質的核(he)心指標之一，改善的目標是在(zai)重量(liang)越輕、體積越小的電(dian)池(chi)包中存儲越來越多的能(neng)量(liang)。以我們熟悉的廠商比亞迪的鋰(li)電(dian)池(chi)為例，其目前按照重量(liang)和體積分別(bie)可達到的實際比能(neng)量(liang)為100-125瓦(wa)(wa)時(shi)(shi)/公(gong)斤和240-300瓦(wa)(wa)時(shi)(shi)/升，特斯(si)拉電(dian)動汽車Model S所使用(yong)的松下筆記(ji)本電(dian)池(chi)的能(neng)量(liang)密(mi)度為170瓦(wa)(wa)時(shi)(shi)/公(gong)斤。在(zai)我們此前的報道中，美國創(chuang)新(xin)蓄電(dian)公(gong)司(si)（Enevate Corporation）通過(guo)對鋰(li)離子電(dian)池(chi)負極材(cai)料(liao)的改進，可以將電(dian)池(chi)能(neng)量(liang)密(mi)度提升30%以上。

想(xiang)要成(cheng)倍(bei)提升電池能量密(mi)度，必須依靠下一代電池技術。張躍(yue)剛博(bo)士向我們推薦了以下三大(da)熱門電池技術，它們大(da)多(duo)數還處于實驗室(shi)研發(fa)階(jie)段(duan)。雖然距離商業化投產還有相當長一段(duan)路，但我們相信移動電子設備的飛速發(fa)展會令電池領(ling)域(yu)的投資增加，從(cong)而在一定程度上加速技術和商業方(fang)面的突破(po)。

鋰硫電池

鋰(li)(li)硫電(dian)(dian)池(chi)是(shi)鋰(li)(li)電(dian)(dian)池(chi)的一種，它是(shi)以硫元素作為電(dian)(dian)池(chi)正極,金屬(shu)鋰(li)(li)作為負極的一種鋰(li)(li)電(dian)(dian)池(chi)，其理論能(neng)量密度是(shi)鋰(li)(li)離子電(dian)(dian)池(chi)的5倍左右，目前(qian)尚處于初期(qi)研發階段。

鋰硫電池是目前(qian)鋰電池之外被廣泛看好的(de)新一代鋰電池，目前(qian)投(tou)入該領(ling)域研究的(de)實驗(yan)室和各種(zhong)早期資金，在商業化(hua)方面的(de)前(qian)景被一致看好。

然(ran)(ran)而，鋰硫電池(chi)面(mian)對(dui)的技術(shu)挑(tiao)戰(zhan)也很大(da)，特別是電池(chi)負極(ji)材(cai)料使用化學性(xing)質及不(bu)穩定的金屬鋰，這對(dui)于電池(chi)的安全是極(ji)大(da)的考驗。此(ci)外，在穩定性(xing)、配方、工藝(yi)等諸(zhu)多方面(mian)仍然(ran)(ran)面(mian)臨很多未知的挑(tiao)戰(zhan)。

目前在(zai)英國(guo)、美國(guo)都(dou)有(you)(you)不止一家機構投入鋰硫電(dian)池(chi)的研(yan)究，有(you)(you)些(xie)公(gong)司此前宣稱今年將推出產(chan)品。張躍(yue)剛博(bo)士在(zai)伯克(ke)利大學實(shi)驗室也(ye)在(zai)研(yan)究鋰硫電(dian)池(chi)，從實(shi)驗室結果來看(kan)，其(qi)成果令人(ren)滿意，電(dian)池(chi)在(zai)較為苛(ke)刻的測試環(huan)境下，循環(huan)次(ci)數達到了3,000次(ci)以上。

鋰空氣電池

鋰(li)(li)空(kong)氣電池(chi)是(shi)一種用鋰(li)(li)作(zuo)陽極(ji)(ji)，以空(kong)氣中的氧(yang)氣作(zuo)為陰極(ji)(ji)反(fan)應物的電池(chi)。由于陽極(ji)(ji)金屬鋰(li)(li)的質量(liang)很輕，而(er)與之反(fan)應的陰極(ji)(ji)反(fan)應物氧(yang)氣就存(cun)在與自然環境中，無須保存(cun)在電池(chi)里(li)，所(suo)以其理論能量(liang)密(mi)度(du)是(shi)鋰(li)(li)離子(zi)電池(chi)的近(jin)10倍。

鋰空氣(qi)電池在技術(shu)方面的挑戰更多，除(chu)了金(jin)屬鋰的安全(quan)保(bao)存問題外(wai)，氧(yang)化反應(ying)后形(xing)成(cheng)的氧(yang)化鋰性質(zhi)過于穩(wen)定，必須(xu)借助(zhu)催(cui)化劑(ji)才能完成(cheng)還原反應(ying)。此外(wai)，電池的循環次數問題始終沒有解決。

相(xiang)比于(yu)鋰硫電(dian)池，鋰空氣電(dian)池處(chu)于(yu)更為早期(qi)的研(yan)究中，目前(qian)還沒有公(gong)司投資進行(xing)商(shang)業研(yan)究開發(fa)。

鎂電池

鎂(mei)電(dian)(dian)池(chi)是(shi)以以鎂(mei)為負極，某(mou)些(xie)金(jin)屬(shu)或非金(jin)屬(shu)氧化物為正極的原電(dian)(dian)池(chi)。相比于鋰(li)電(dian)(dian)池(chi)，鎂(mei)電(dian)(dian)池(chi)具有更好的穩(wen)定性(xing)，壽命(ming)更長。由于“鎂(mei)”是(shi)二價元素，所以雖(sui)然其(qi)質量(liang)大于金(jin)屬(shu)鋰(li)，但能(neng)量(liang)密度(du)可能(neng)比鋰(li)更具優勢(shi)。

鎂電(dian)(dian)池與(yu)鋰(li)空(kong)氣電(dian)(dian)池目前(qian)處于差不(bu)多的(de)研(yan)究(jiu)階(jie)段，日本豐田汽車(che)和美(mei)國麻省(sheng)理工學(xue)院旗(qi)下研(yan)究(jiu)機構(gou)都在做(zuo)鎂電(dian)(dian)池的(de)研(yan)究(jiu)，但其距離商業化發展仍(reng)然(ran)具有相當(dang)長(chang)的(de)道路。

                                                                                                                                                                                        本文摘自(zi)于中國鋰電網