科技空间:人类的锂离子电池技术为什么停滞不前?
发布时间:2021-05-13
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科技空间:人类的锂离子电池技术为什么停滞不前?

锂离子电池技术并没有想象中的停滞不前,也一直在进展,只是发展的速度赶不上新科技对电量消耗需求。

最明显的例子,就是手机用的锂离子电池了,现在人最担心的就是手机没电了。谈到锂离子电池技术停滞不前,比价起来,十年前手机里的锂电池和现在的锂电池肯定没法比。可十年前手机用的是小的黑白屏,现在手机是5寸以上的大彩屏,以前手机只需要打电话或发短信,现在都是重度依赖,通讯,游戏,社交,娱乐统统在手机上,大家都是一天机不离手。所以电池技术年年在突破,可我们的手机还是一天一充。

人类的锂离子电池技术为什么停滞不前?

现在常用的锂离子电池已经是很成熟的技术,都已经应用了20年了。靠锂离子通过电解液在钴酸锂正极和碳负极间运动来实现充放电,基本原理很清楚,电池性能的进步空间有限了。最新的研究也主要集中在开发出新型的正负电极材料,实现稳定的充放电循环,科研进展报道的很多,但涉及到商业化应用,最大的问题就是制备成本过高,或者稳定性问题。

人类的锂离子电池技术为什么停滞不前?

当前也有一些石墨烯电池的研究和报道,更多的是炒作石墨烯的概念,例如,现在有一些石墨烯电池的研究和报道,但更多的是对石墨烯的概念炒作,他们也只是把石墨烯这种明星材料少量的添加到锂离子电池中去,算是掺杂了石墨烯的锂离子电池。石墨烯在电池里或者增加电解液的导电性用,或者直接掺在负电极材料中,有很多高性能的类似报道,然而综合性能也难以实现突破,受限于石墨烯材料的价格和制备工艺,短期也没法实现纯石墨烯电极的应用。

人类的锂离子电池技术为什么停滞不前?

今年初,美国科研人员在《Nature》上报道成功研发出“锂空气”电池,该技术产品最终可能成为锂离子电池的最佳替代者,有可能帮助突破电动汽车里程瓶颈。

该项工作制备了锂金属阳极的新保护涂层,以及新型电解质混合物。电池样品在空气环境下的测试中,700次循环都保持了高性能,远超以往技术。该电池能量储存容量约为锂离子电池的3倍,可望优化实现5倍储能。这将是超越锂离子电池的重要一步,从而解决电动汽车的续航问题。

长期来看,电池技术肯定一直在进步,期待有新颖的材料和技术能把电池瓶颈彻底突破,至于一些超级电容器,核电池,这些暂时还不是我们民用和家用的选择了。


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