如何提高電池的密度及壽命?
雖然我們的電子產(chǎn)品越來越小,功能也越來越強(qiáng)大,但商用電池的發(fā)展卻沒有跟上步伐。
大多數(shù)人都聽說過鋰離子電池。它們幾乎存在于所有的移動電子設(shè)備中——從你的手機(jī)和筆記本電腦,到飛機(jī)甚至宇宙飛船上的備用電源。
然而,令人驚訝的是,盡管需求巨大,鋰離子電池的基本設(shè)計在最近幾年仍然大體相似。電池壽命往往是許多現(xiàn)有和實驗應(yīng)用的制約因素。這對于電動車等未來技術(shù)的發(fā)展,以及風(fēng)能和太陽能等可再生能源的高容量存儲都是至關(guān)重要的。
事實上,由于開發(fā)新電池的進(jìn)展相對緩慢,許多電子產(chǎn)品制造商開始試圖降低或維持產(chǎn)品的電力需求,以尋求一種平衡。
這并不是說沒有對新能源儲存技術(shù)的研究。事實上遠(yuǎn)非如此。在過去的幾十年里,這一領(lǐng)域的研究呈爆炸式增長。不出所料,其中很大一部分都是圍繞著改進(jìn)鋰離子電池展開的。新的“神奇材料”石墨烯也被認(rèn)為是解決這一問題的關(guān)鍵。石墨烯具有許多有趣的特性,這使得研究人員建議要么修改鋰離子電池的組件,要么使用石墨烯作為儲能介質(zhì),作為有前途的解決方案。
石墨烯還被用于開發(fā)電力需求極低的電子設(shè)備。這是可能的(部分原因),因為純石墨烯在室溫下的電阻率是所有已知材料中最低的——由純石墨烯制成的器件比任何其他材料(在室溫下)的導(dǎo)電效率更高。因此,很少有能源被浪費。
用石墨烯制造的設(shè)備不會遇到當(dāng)前電子產(chǎn)品所面臨的加熱問題——它們可以在溫度幾乎沒有上升的情況下無限運行。
高溫對電子設(shè)備有害;這意味著能源正在被浪費,而且隨著溫度的升高,它往往會進(jìn)一步降低設(shè)備的效率。純石墨烯實際上消除了這類能量損失,這使得用它生產(chǎn)的設(shè)備非常節(jié)能。對于消費類電子產(chǎn)品來說,這可能意味著更強(qiáng)大的設(shè)備和更長的電池續(xù)航時間——這是一個雙贏的局面。
此外,研究表明,使用石墨烯替代或增強(qiáng)鋰離子電池組件,可以顯著提高電池的能量密度和壽命。一種流行的技術(shù)是用石墨烯制造鋰離子電池中的陽極或陰極。下一個電池可能是超級電容器。
石墨烯可以幫助電池在移動過程中充電
















