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锂电池 是使用锂金属或离合金为负极材料

我们现 在移动电子设备里面基本上使用的都是锂电池或锂离子电池,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。

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.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。

2.不易燃的组件

锂电池 的安全性是人们想解决的问题,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。

3.柔性锂电池

我们都 十分期待完全柔性的电子设备出现,但即便 柔性屏幕已经获得了不小的进展,但电池仍是一个问题。LG展示了可完全卷曲的OLED屏幕,屏幕、电路及 电池也是可弯曲的,这是我 们看到接近科幻电影中的柔性电子设备。

另外,一家中 国台湾公司也在近日宣布开始生产柔性陶瓷聚合锂电池,拥有极为安全的特性。虽然电 池容量可能不太理想,但非常 适合可穿戴设备,有望在 今年于市场中推出。

4.锂硫及锂空气电池

另外两 个前途的新类型锂电池,则是锂 硫及锂空气电池。前者的 特性是不需要高挥发性溶剂,大大减少了起火隐患,即便是遭受较大冲击;后者从 理论上拥有更高的能量密度,适合电力汽车等产品,但面临 的挑战是需要新型的电极及电解质。从目前来看,锂硫电池具有大容量、低成本、高安全性的优势,极有可 能率先成为主流。

5.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。

6.镁电池

镁也是 一个有望被应用在电池领域的金属元素,镁离子 能够携带两倍于锂离子的能量,同时拥 有更短的充电时间和稳定的性能。镁电池 在几年前已经完成了商业化应用,所以相 对其他新型电池材质来说,有望更 快出现在消费领域。

7.超级电容

超级电 容是一种不同于传统锂结构的电池技术,能够实 现大容量以及超高速的充电形式,但主要 障碍是电容通常无法储存能量。我国清华大学、美国德克萨斯大学、新加坡 国立大学都在研发不同储存材质的超级电容电池,包括碳纳米流体、石墨烯等等,不过这 些技术还存在笨重、高能量 聚集稳定性等隐患,短期很 难在消费市场中普及。

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