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智能手机、电动汽车在近年来获得了长足的发展,更强大的处理器、显卡、超清甚至柔性屏幕,都是令人印象深刻的。但是,电池技术的突破却是缓慢的,至今我们仍然不得不忍受一天左右的续航能力。虽然我们一直都在关注新型材质电池的发展,但实际上,最有可能在近期实现突破的仍是锂电池技术。下面,我们就来看看下一代电池技术的发展情况。
什么是锂电池?
锂电池是使用锂金属或离合金为负极材料、非水电解质溶液电池,相对此前的镍氢电池拥有更大容量、更好稳定性及反复可充放特性,经过多年发展已经颇为成熟,几乎目前所有的消费级锂电池都由阳极石墨制成。至于缺点,通过经常起火、爆炸的新闻报道,我们也已经了解,锂电池在发生短路、过热情况下,非常容易失控爆炸,这也是为什么我们倡导用户使用原装电池、充电器、数据线,防止锂电池短路。
未来的改进形式
锂电池的改进形式是多样化的,但方向基本上确立在更好的安全性、充电速度、灵活形态及性能等方面,下面来看看几种有望获得突破进展的新技术。
1. 不易燃的组件
首先,锂电池的安全性是人们最想解决的问题,科学家们发现一种名为PFPE的有机溶剂更加稳定,能够减少结晶对电极的影响,提升安全性并延长电池寿命。虽然这种技术仍需要一些时间来测试,但预计很快不易燃的锂电池就会上市。
2. 更快的充电速度
Nangyang科技大学的研发小组已经开发出一种新型锂电池,思路与其他技术不太一样,并非提升容量,而是充电时间。在短短两分钟内,可以迅速充满70%的电量,并且充电次数超过10000次。这种技术使用了二氧化钛元素而非石墨作为阳极材质,同时高通公司也通过更好的控制芯片来实现更稳定的充电效果。这种技术的特点是成本低廉,十分适合移动产品及电子汽车行业。
3. 锂阳极
斯坦福大学的科学家们近日发表了一篇论文,发现超薄碳团簇可以允许锂金属作为阳极,电量提升是目前石墨阳极的10倍。不过,目前其效率仅能达到96%,进入大众电子消费市场尚需时日。
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Li-CO2电池(锂-二氧化碳电池)是目前最有前景的能量存储与转化器件,不仅可以减少化石燃料消耗,还可以抑制二氧化碳排放对气候的影响。然而它们的电化学性能仍需提高,也就是说必须改善CO2还原和析出反应的动力学过程。在一个典型的Li-CO2电池中,根据4Li+3CO2→2Li2CO3+C的化学反应过程,在放电过程
二维材料构筑的催化剂可提升电动汽车的行驶里程。锂空气电池(Lithium-airbatteries)是一种用锂作负极,以空气中的氧气作正极的电池。虽然锂空气电池目前仍处于实验开发阶段,但其在能量密度方面表现出来的优势已经得到了认可,有望成为普通锂离子电池的革命性替代品。催化剂有助于提高电池内部的化学
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与传统燃油汽车相比,电动汽车有很多优势,比如不依赖有限的化石能源、不产生尾气、使用成本和维护成本低等等。但电动汽车也存在限制其发展的核心问题,那就是电池。目前市面上电动汽车使用的锂离子电池性能差强人意,充满电的续航能力一般在300-500公里,如果希望跑的更远,则需要增大电池体积和重量
基于锂氧化学的极高的能量潜力,锂空气电池成为当前最先进的锂离子电池的替代品而被提升。然而,由于环境空气中存在非O2成分,锂空气电池的实际性能仅限于几个周期且能量效率低。特别是CO2进入电池系统,在放电过程中不可避免地形成碳酸锂,这导致充电电势的严重攀升和相关电池组件的分解。【成果简介
锂空气电池是一种非常有潜力的高比容量电池技术,其利用锂金属与氧气的可逆反应,理论能量密度上限达到11000Wh/kg,远超过锂电池目前200+Wh/kg的实际能量密度,因此得到了学术界和工业界的热捧,被广泛认为是一项电池领域中未来的颠覆技术。然而锂空电池方面的研究在业内也一直存在着不少质疑之声,不
电化学储能(EES)技术在推动现代社会发挥重要作用。在各种EES技术中,金属-空气电池在高体积、重量、能量密度方面具有前景。在飞机,航天飞机,潜艇等密闭空间内,迫切需要高能量密度的便携式电池。在这种情况下,金属空气尤其是锂空气电池是非常有前景的。提高Li-CO2电化学的可逆性和能量效率将有助于
基于其高能量密度的优势,锂空气电池成为可充放二次电池领域的一个研究热点。现有绝大多数的锂空气电池的工作,仍停留在锂氧气电池这一初步阶段。然而,如何实现从锂氧气电池到锂空气电池的过渡,是锂空气电池实用化的一大难题。其中的核心难点主要集中在,相比于纯氧气环境下的氧还原过程,在空气气氛
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