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鋰電池是使用鋰金屬或離合金為負極材料

我們現在移動電子設備里面基本上使用的都是鋰電池或鋰離子電池,鋰電池是使用鋰金屬或離合金為負極材料、非水電解質溶液電池,相對此前的鎳氫電池擁有更大容量、更好穩定性及反復可充放特性,經過多年發展已經頗為成熟,幾乎目前所有的消費級鋰電池都由陽極石墨制成。至于缺點,通過經常起火、爆炸的新聞報道,我們也已經了解,鋰電池在發生短路、過熱情況下,非常容易失控爆炸,這也是為什么我們倡導用戶使用原裝電池、充電器、數據線,防止鋰電池短路。

鋰電池的改進形式是多樣化的,但方向基本上確立在更好的安全性、充電速度、靈活形態及性能等方面,下面來看看幾種有望獲得突破進展的新技術。

1.更快的充電速度

Nangyang科技大學的研發小組已經開發出一種新型鋰電池,思路與其他技術不太一樣,并非提升容量,而是充電時間。在短短兩分鐘內,可以迅速充滿70%的電量,并且充電次數超過10000次。這種技術使用了二氧化鈦元素而非石墨作為陽極材質,同時高通公司也通過更好的控制芯片來實現更穩定的充電效果。這種技術的特點是成本低廉,十分適合移動產品及電子汽車行業。

2.不易燃的組件

鋰電池的安全性是人們想解決的問題,科學家們發現一種名為PFPE的有機溶劑更加穩定,能夠減少結晶對電極的影響,提升安全性并延長電池壽命。雖然這種技術仍需要一些時間來測試,但預計很快不易燃的鋰電池就會上市。

3.柔性鋰電池

我們都十分期待完全柔性的電子設備出現,但即便柔性屏幕已經獲得了不小的進展,但電池仍是一個問題。LG展示了可完全卷曲的OLED屏幕,屏幕、電路及電池也是可彎曲的,這是我們看到接近科幻電影中的柔性電子設備。

另外,一家中國臺灣公司也在近日宣布開始生產柔性陶瓷聚合鋰電池,擁有極為安全的特性。雖然電池容量可能不太理想,但非常適合可穿戴設備,有望在今年于市場中推出。

4.鋰硫及鋰空氣電池

另外兩個前途的新類型鋰電池,則是鋰硫及鋰空氣電池。前者的特性是不需要高揮發性溶劑,大大減少了起火隱患,即便是遭受較大沖擊;后者從理論上擁有更高的能量密度,適合電力汽車等產品,但面臨的挑戰是需要新型的電極及電解質。從目前來看,鋰硫電池具有大容量、低成本、高安全性的優勢,極有可能率先成為主流。

5.鋰陽極

斯坦福大學的科學家們近日發表了一篇論文,發現超薄碳團簇可以允許鋰金屬作為陽極,電量提升是目前石墨陽極的10倍。不過,目前其效率僅能達到96%,進入大眾電子消費市場尚需時日。

6.鎂電池

鎂也是一個有望被應用在電池領域的金屬元素,鎂離子能夠攜帶兩倍于鋰離子的能量,同時擁有更短的充電時間和穩定的性能。鎂電池在幾年前已經完成了商業化應用,所以相對其他新型電池材質來說,有望更快出現在消費領域。

7.超級電容

超級電容是一種不同于傳統鋰結構的電池技術,能夠實現大容量以及超高速的充電形式,但主要障礙是電容通常無法儲存能量。我國清華大學、美國德克薩斯大學、新加坡國立大學都在研發不同儲存材質的超級電容電池,包括碳納米流體、石墨烯等等,不過這些技術還存在笨重、高能量聚集穩定性等隱患,短期很難在消費市場中普及。

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