鋰電池為什么沒(méi)有革命性的電池技術(shù)突破
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-02-22 18:54
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智能手機(jī)在2011年出現(xiàn)了井噴式的發(fā)展，也正是從那年開(kāi)始，中國(guó)的山寨手機(jī)市場(chǎng)開(kāi)始走向死亡，毫無(wú)翻身之地。在以小米為首的以性?xún)r(jià)比著稱(chēng)的手機(jī)廠商迅速掀起了一陣換機(jī)潮，抓住機(jī)會(huì)的那些手機(jī)廠商重新瓜分了中國(guó)的手機(jī)市場(chǎng)。
鋰電池中鋰離子的數(shù)量是固定的，而想要使電池使用時(shí)間變得更長(zhǎng)，就必須增加電池?cái)?shù)量，但這又意味著更重的設(shè)備、使用過(guò)程中更大的發(fā)熱量以及更高的過(guò)熱爆炸可能性。這也是手機(jī)在重度使用后，成為“暖手寶”的原因。如果想要更安全或者更便攜，就必須犧牲電池?cái)?shù)量和使用時(shí)間。
電池的發(fā)電原理我們并不陌生，不過(guò)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，雖然電池的系統(tǒng)原理簡(jiǎn)單，但是進(jìn)一步的革命性突破卻很難。為什么呢？因?yàn)殡娀瘜W(xué)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)，而元素周期表和晶體數(shù)據(jù)庫(kù)翻來(lái)覆去的看也就那么幾種反應(yīng)物！
而且，就算找到了合適的反應(yīng)物，也依舊有很多因素制約著這些反應(yīng)物商用的可能性！
壽命短不行！重量重不行！體積大不行！效率低不行！穩(wěn)定性差不行！發(fā)生副反應(yīng)不行！不安全可靠不行！使用太麻煩不行！釋放能量太慢不行！成本太高更不行！
保持能量密度就會(huì)犧牲效率，保持安全可靠就會(huì)增加成本，可充放電池的設(shè)計(jì)上存在著多種多樣的因素限制。而且即使有了方向，分析過(guò)程也無(wú)法輕易建立數(shù)學(xué)模型，最優(yōu)組合只能靠嘗試，只有經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，才能獲得各項(xiàng)參數(shù)的平衡。
又由于電池系統(tǒng)復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)多，周期性長(zhǎng)，重現(xiàn)性差，所以耗時(shí)巨大卻收效甚微。
技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室最終走近市場(chǎng)，要經(jīng)歷漫長(zhǎng)的周期。即使在設(shè)計(jì)上微調(diào)電池的寬度，也會(huì)花費(fèi)大量的成本，更別說(shuō)貿(mào)然采用革命性技術(shù)，一旦失敗風(fēng)險(xiǎn)將難以估量！就像三星Note7的電池爆炸門(mén)事件，三星Note7還是采用的鋰電池呢，卻因?yàn)樵O(shè)計(jì)上的不合理，最后只能全球召回，而最終電池爆炸事件對(duì)他們公司造成了1443.19億元的經(jīng)濟(jì)損失！
可喜的是，一些公司似乎找到了電池發(fā)展的新方向！
2016年，ITRI公司發(fā)布了一款與斯坦福大學(xué)共同研發(fā)的可快充鋁電池URABat，據(jù)稱(chēng)是一種更安全和更高效的鋰電池代替品。URABat電池完成一次充電僅用時(shí)1分鐘且充電循環(huán)次數(shù)可高達(dá)1萬(wàn)次。
智能設(shè)備的下一次革命性技術(shù)更新或許就是電池技術(shù)的進(jìn)步了，或許那個(gè)時(shí)候“充電”這個(gè)名詞就不會(huì)存在了，手機(jī)、筆記本、特斯拉在出廠的那一刻就被賦予了足夠用到報(bào)廢的電量。
鋰電池中鋰離子的數(shù)量是固定的，而想要使電池使用時(shí)間變得更長(zhǎng)，就必須增加電池?cái)?shù)量，但這又意味著更重的設(shè)備、使用過(guò)程中更大的發(fā)熱量以及更高的過(guò)熱爆炸可能性。這也是手機(jī)在重度使用后，成為“暖手寶”的原因。如果想要更安全或者更便攜，就必須犧牲電池?cái)?shù)量和使用時(shí)間。
電池的發(fā)電原理我們并不陌生，不過(guò)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，雖然電池的系統(tǒng)原理簡(jiǎn)單，但是進(jìn)一步的革命性突破卻很難。為什么呢？因?yàn)殡娀瘜W(xué)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)，而元素周期表和晶體數(shù)據(jù)庫(kù)翻來(lái)覆去的看也就那么幾種反應(yīng)物！
而且，就算找到了合適的反應(yīng)物，也依舊有很多因素制約著這些反應(yīng)物商用的可能性！
壽命短不行！重量重不行！體積大不行！效率低不行！穩(wěn)定性差不行！發(fā)生副反應(yīng)不行！不安全可靠不行！使用太麻煩不行！釋放能量太慢不行！成本太高更不行！
保持能量密度就會(huì)犧牲效率，保持安全可靠就會(huì)增加成本，可充放電池的設(shè)計(jì)上存在著多種多樣的因素限制。而且即使有了方向，分析過(guò)程也無(wú)法輕易建立數(shù)學(xué)模型，最優(yōu)組合只能靠嘗試，只有經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，才能獲得各項(xiàng)參數(shù)的平衡。
又由于電池系統(tǒng)復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)多，周期性長(zhǎng)，重現(xiàn)性差，所以耗時(shí)巨大卻收效甚微。
技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室最終走近市場(chǎng)，要經(jīng)歷漫長(zhǎng)的周期。即使在設(shè)計(jì)上微調(diào)電池的寬度，也會(huì)花費(fèi)大量的成本，更別說(shuō)貿(mào)然采用革命性技術(shù)，一旦失敗風(fēng)險(xiǎn)將難以估量！就像三星Note7的電池爆炸門(mén)事件，三星Note7還是采用的鋰電池呢，卻因?yàn)樵O(shè)計(jì)上的不合理，最后只能全球召回，而最終電池爆炸事件對(duì)他們公司造成了1443.19億元的經(jīng)濟(jì)損失！
可喜的是，一些公司似乎找到了電池發(fā)展的新方向！
2016年，ITRI公司發(fā)布了一款與斯坦福大學(xué)共同研發(fā)的可快充鋁電池URABat，據(jù)稱(chēng)是一種更安全和更高效的鋰電池代替品。URABat電池完成一次充電僅用時(shí)1分鐘且充電循環(huán)次數(shù)可高達(dá)1萬(wàn)次。
智能設(shè)備的下一次革命性技術(shù)更新或許就是電池技術(shù)的進(jìn)步了，或許那個(gè)時(shí)候“充電”這個(gè)名詞就不會(huì)存在了，手機(jī)、筆記本、特斯拉在出廠的那一刻就被賦予了足夠用到報(bào)廢的電量。
