鋰電池的技術已經(jīng)是很成熟了嗎？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-12 11:29
點擊量：次
鋰離子電池都已經(jīng)應用了20年了，靠鋰離子通過電解液在鈷酸鋰正極和碳負極間運動來實現(xiàn)充放電，基本原理很清楚，電池性能的進步空間有限了。最新的研究也都是開發(fā)出新型的正負電極材料，實現(xiàn)穩(wěn)定的充放電循環(huán)，但科研進展報道的很多，但涉及到商業(yè)化應用，最大的問題就是制備成本過高。
當前也有一些石墨烯電池的研究和報道，更多的是炒作石墨烯的概念
例如，現(xiàn)在有一些石墨烯電池的研究和報道，但更多的是對石墨烯的概念炒作，他們也只是把石墨烯這種明星材料少量的添加到鋰離子電池中去，算是摻雜了石墨烯的鋰離子電池。石墨烯在電池里或者增加電解液的導電性用，或者直接摻在負電極材料中，有很多高性能的類似報道，然而綜合性能也難以實現(xiàn)突破，受限于石墨烯材料的價格和制備工藝，短期也沒法實現(xiàn)純石墨烯電極的應用。
短期內(nèi)，電池技術肯定一直在進步，期待有新鮮的技術能把電池技術突破，至于有些回答談到核電池，這就不是我們民用的選擇了。
在電池方面，目前研究的大有人在，但是能帶來鋰電池革命性進步的，恐怕幾年內(nèi)很難有人做到，鋰電池恐怕還將陪伴人類走很長一段時間。在消費電子領域，以手機為例，現(xiàn)在提高電池的使用時長的方法，還只能是解決CPU、屏幕等耗電上。
為什么呢？
目前，應用于消費電子的鋰電池，在負極材料方面大多采用石墨材料，正極方面多是鈷酸鋰。
鋰電池的原理非常簡單，就是正極、負極依賴于氧化還原反應，帶電的鋰離子在電解液中來回穿梭。目前，在消費電子領域，鋰電池的正極用料是鈷酸鋰，負極用料也一直都是石墨。雖然在負極材料方面，石墨烯取得突破性進展，但是無法商業(yè)化，因為石墨烯太太太貴了。
所以，要實現(xiàn)電池的革命，就要從正負極的用料上做文章，要找到比石墨和鈷酸鋰更好、更便宜的搭檔才行。而這一過程，需要不斷的嘗試，就像當初愛迪生發(fā)明燈泡一樣，需要的不是智慧，更多的是運氣了。
所以，目前業(yè)內(nèi)人士對鋰電池的進步也都持有比較悲觀的態(tài)度。
當然，既然鋰電池的處境這么尷尬，人類也在想如何跳過鋰電池，尋求一種全新的電源解決方案。
現(xiàn)在比較熱門的一個是無線充電，一個就是超級電容，還有一個是核電池（就跟鋼鐵一樣滴）。
先說核電池，現(xiàn)在已經(jīng)不是什么黑科技了，技術已經(jīng)比較成熟，早在2006年，中國原子能科學研討院就研制出了我國第一個钚238同位素電池，給探月工程準備的。還有，核動力心臟其實也都研究出來了，但是呢，很遺憾的是，核能電池雖然技術已經(jīng)日漸成熟，但還是太太太貴了。再說超級電容。超級電容器，是介于傳統(tǒng)電容器和電池之間的一種電化學儲能裝置功率密度高、循環(huán)壽命長、安全又可靠，現(xiàn)已廣泛應用于混合電動汽車、大功率輸出設備等多個領域。但缺點就是，超級電容本身能量密度低，體積都比較大，什么時候能迷你化，那電池的革命也就來到了。
Li-S電池，Li-S電池是后鋰離子電池時代的核心電池技術之一。S正極材料具有超高的能量密度，加之S的廉價易得、質量較輕等優(yōu)點，使得其有望在2030年前實現(xiàn)進一步實用化。
4、鋰離子電池，實際上，面對著競爭對手的步步緊逼，鋰離子電池自身也在不斷的改型進化之中。改良型鋰離子充電電池打算將正負極換成更高容量的材料來實現(xiàn)，充放電次數(shù)可在3萬次以上。實現(xiàn)目前約2倍能量密度、即200～300Wh/kg的改良型鋰離子充電電池正在推進開發(fā)。
還有無線充電，其實它的普及也許就在一夜之間。畢竟，它所耗費的電能并不多，只是這個商業(yè)模式如何建立，目前還不確定。蘋果已經(jīng)開始采用這一技術，總體來說，無線充電是距離我們最近的一項技術了。
實際上，目前的電池應用領域，手機等終端設備的電池市場已經(jīng)不再是最主要的板塊了，隨著電動汽車的迅速崛起，車用動力電池領域也同樣值得關注。而且，這個領域對于電池的容量、壽命、安全性等要素的要求更為嚴格，也就催生了除鋰電池之外的多種新型電池技術。
1、固態(tài)電池，這是一種使用固體電極和固體電解液的電池，憑借著功率密度較低、能量密度較高等優(yōu)點，它成為電動汽車很理想的動力來源。根據(jù)市場調(diào)查公司的預計，2020年固態(tài)電池技術研發(fā)有望取得突破性進展，在成本、能量密度和生產(chǎn)過程等方面進一步趕超鋰離子電池技術。
2、鋰空氣電池，憑借著陰極（以多孔碳為主）較輕，且氧氣從環(huán)境中獲取而不用保存在電池里的優(yōu)勢，鋰空氣電池比鋰離子電池具有更高的能量密度?？茖W家認為，鋰空氣電池的性能是鋰離子電池的10倍，可以提供與汽油同等的能量。鋰空氣電池從空氣中吸收氧氣充電，因此這種電池可以更小、更輕，目前全球不少實驗室都在研究這種技術。
