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)用戶都會對(dui)電(dian)池的(de)續航能力感到失望——以往可以使用4-7天的(de)手機電(dian)力，現(xian)在需(xu)要(yao)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，目前突破的(de)可能性不大(da)。

能(neng)(neng)量(liang)密(mi)度(du)是(shi)檢(jian)驗電(dian)(dian)池品(pin)質的(de)(de)核心指標(biao)之一，改善的(de)(de)目標(biao)是(shi)在重(zhong)量(liang)越(yue)輕、體積越(yue)小的(de)(de)電(dian)(dian)池包中存儲越(yue)來越(yue)多的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)。以(yi)我們熟悉的(de)(de)廠商比(bi)亞迪的(de)(de)鋰電(dian)(dian)池為例(li)，其目前按照(zhao)重(zhong)量(liang)和體積分別可(ke)達到的(de)(de)實際比(bi)能(neng)(neng)量(liang)為100-125瓦(wa)時/公(gong)斤(jin)和240-300瓦(wa)時/升(sheng)，特斯拉電(dian)(dian)動汽車Model S所使用的(de)(de)松下(xia)筆(bi)記本電(dian)(dian)池的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)密(mi)度(du)為170瓦(wa)時/公(gong)斤(jin)。在我們此前的(de)(de)報道(dao)中，美國創新蓄電(dian)(dian)公(gong)司（Enevate Corporation）通過對鋰離子電(dian)(dian)池負極材料的(de)(de)改進(jin)，可(ke)以(yi)將(jiang)電(dian)(dian)池能(neng)(neng)量(liang)密(mi)度(du)提升(sheng)30%以(yi)上。

想(xiang)要成倍提升電池能量密(mi)度，必(bi)須依靠下一代電池技(ji)(ji)術(shu)。張躍剛博士(shi)向(xiang)我(wo)們推薦(jian)了以(yi)下三大(da)熱門電池技(ji)(ji)術(shu)，它(ta)們大(da)多數還處(chu)于實驗室研發階段。雖然距離商業(ye)化投產還有相當長一段路，但我(wo)們相信移動(dong)電子設備的(de)飛(fei)速發展會(hui)令電池領域的(de)投資增加(jia)，從而(er)在一定程度上加(jia)速技(ji)(ji)術(shu)和商業(ye)方面(mian)的(de)突(tu)破。

鋰硫電池

鋰(li)硫(liu)電(dian)池(chi)是鋰(li)電(dian)池(chi)的(de)一種(zhong)，它(ta)是以硫(liu)元素作(zuo)為(wei)電(dian)池(chi)正極,金屬鋰(li)作(zuo)為(wei)負極的(de)一種(zhong)鋰(li)電(dian)池(chi)，其理論能量密度是鋰(li)離(li)子電(dian)池(chi)的(de)5倍左右，目前尚處于初期研發階(jie)段。

鋰(li)硫電池(chi)(chi)是目前鋰(li)電池(chi)(chi)之外被廣泛看好的(de)(de)新(xin)一代鋰(li)電池(chi)(chi)，目前投入(ru)該領域研究的(de)(de)實驗室和(he)各(ge)種早(zao)期資金(jin)，在(zai)商業化方面的(de)(de)前景被一致看好。

然(ran)(ran)而(er)，鋰硫電池(chi)面對的(de)(de)技術(shu)挑戰也很(hen)大，特別(bie)是電池(chi)負極材料使用化(hua)學性質及不穩定的(de)(de)金屬鋰，這(zhe)對于電池(chi)的(de)(de)安(an)全是極大的(de)(de)考驗。此外，在(zai)穩定性、配方、工藝等諸多方面仍然(ran)(ran)面臨很(hen)多未知(zhi)的(de)(de)挑戰。

目前(qian)在(zai)(zai)英國、美國都有(you)不止一(yi)家(jia)機構投入鋰硫(liu)(liu)電池的研究，有(you)些公司此前(qian)宣(xuan)稱今(jin)年將推出產品。張躍剛博士(shi)在(zai)(zai)伯克利大學(xue)實驗(yan)室也在(zai)(zai)研究鋰硫(liu)(liu)電池，從(cong)實驗(yan)室結(jie)果(guo)來看，其成果(guo)令人滿意，電池在(zai)(zai)較為苛刻的測試環境下，循環次(ci)數達到了3,000次(ci)以上。

鋰空氣電池

鋰(li)(li)空氣電(dian)(dian)池是一種用鋰(li)(li)作陽(yang)極(ji)(ji)，以空氣中的氧氣作為陰(yin)(yin)極(ji)(ji)反應物(wu)的電(dian)(dian)池。由于(yu)陽(yang)極(ji)(ji)金屬鋰(li)(li)的質量(liang)很輕，而與之反應的陰(yin)(yin)極(ji)(ji)反應物(wu)氧氣就存(cun)在(zai)與自然(ran)環境中，無須保(bao)存(cun)在(zai)電(dian)(dian)池里，所以其理論能量(liang)密度是鋰(li)(li)離(li)子電(dian)(dian)池的近10倍(bei)。

鋰(li)(li)空氣(qi)電池(chi)在技(ji)術方(fang)面(mian)的挑戰更多，除了金屬鋰(li)(li)的安全保存問(wen)題(ti)外，氧化反應后形成的氧化鋰(li)(li)性質過(guo)于穩定(ding)，必須借助催化劑才(cai)能完成還原反應。此外，電池(chi)的循環次(ci)數問(wen)題(ti)始終沒有解決。

相比于鋰硫電池(chi)，鋰空氣電池(chi)處于更為早(zao)期(qi)的研究中，目前還沒(mei)有公司投資進行商業研究開發(fa)。

鎂電池

鎂(mei)電池是(shi)以以鎂(mei)為負極，某些金屬或非(fei)金屬氧化物為正極的(de)原電池。相比于鋰(li)電池，鎂(mei)電池具有更好的(de)穩(wen)定性，壽命更長。由于“鎂(mei)”是(shi)二價元素(su)，所(suo)以雖(sui)然其質(zhi)量(liang)大于金屬鋰(li)，但能(neng)量(liang)密度可能(neng)比鋰(li)更具優勢。

鎂(mei)電(dian)池與鋰(li)空氣(qi)電(dian)池目前處于差(cha)不多(duo)的研(yan)究階段，日本豐田汽(qi)車和美國麻省理工(gong)學院旗(qi)下研(yan)究機構都在做鎂(mei)電(dian)池的研(yan)究，但其距離商業化發展仍然具(ju)有相當長(chang)的道(dao)路。

                                                                                                                                                                                        本(ben)文摘自于中國鋰電網