電池百科

據(jù)調(diào)查，國(guó)外研究人員發(fā)明了一種新型的超級(jí)電容器制備技術(shù)，通過(guò)這種技術(shù)制備出來(lái)的超級(jí)電容器可以隨便彎曲，而且蓄電能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)普通的電池，與此同時(shí)，它還可以反復(fù)充電30000次以上而完全不會(huì)降低電池的蓄電能力。

電池的升級(jí)對(duì)于新能源汽車行業(yè)的重要性不言而喻，僅從市場(chǎng)最看重的成本而言，電池就占了整車成本的一半。新能源汽車其他的零部件技術(shù)已經(jīng)成熟，想要據(jù)此大幅度降低成本幾乎是不可能的了，那么想要降低價(jià)格以獲得市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，就不得不在電池上想辦法，可以說(shuō)誰(shuí)掌握了電池，誰(shuí)就掌握了新能源汽車。

鋰離子電池，誕生于三十年前的便攜式電源市場(chǎng)的亂世，成長(zhǎng)于二十年前戴爾筆記本對(duì)其的青睞，流行于十年前智能手機(jī)的輝煌，巔峰于今日動(dòng)力市場(chǎng)的瘋狂。

當(dāng)時(shí)間回溯到2009年，大量引人注目的可穿戴設(shè)備紛紛涌現(xiàn)，許多人還懷疑消費(fèi)者是不是想記錄自己的腳步和能量消耗。然而隨著科技越漸深入發(fā)展，設(shè)備也越來(lái)越苗條而直觀，可穿戴產(chǎn)業(yè)隨即出現(xiàn)了爆炸式發(fā)展。到2019年，全球可穿戴設(shè)備預(yù)期出貨將超過(guò)1.26億臺(tái)，2014年只有1960萬(wàn)臺(tái)，它的應(yīng)用范圍也經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了健康追蹤領(lǐng)域。

　據(jù)外媒報(bào)道，隨著電動(dòng)車的興起及再生能源行業(yè)（renewables industry）對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備方案的需求，大量技術(shù)人員正致力于電池技術(shù)的研發(fā)。上周，Sun Microsystems聯(lián)合創(chuàng)始人Bill Joy及其支持的Ionic Materials公司發(fā)布了一款固態(tài)堿性電池設(shè)計(jì)。據(jù)稱，該類電池比鋰離子電池便宜，且安全性更高。

美國(guó)斯坦福大學(xué)的科學(xué)家利用納米技術(shù)快速制成了基于普通辦公用紙的超輕、可彎曲電池或超級(jí)電容。相關(guān)文章發(fā)表在本周的美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》在線版上。

目前主流的鋰電池封裝形式主要有三種：圓柱、方形和軟包，不同的封裝結(jié)構(gòu)意味著不同的特性，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，下面我們就來(lái)一起探討一下這三種電池的特點(diǎn)吧！

從市場(chǎng)的角度來(lái)看，其實(shí)每天都有許多的新技術(shù)、新產(chǎn)品被研發(fā)出來(lái)，但是最終這些產(chǎn)品和技術(shù)能否量產(chǎn)并在市場(chǎng)上占據(jù)一定份額，還要綜合考慮它的成本、是否適合批量生產(chǎn)、消費(fèi)者買不買賬、是否有大公司來(lái)投入資金推動(dòng)生產(chǎn)。

　鋰離子電池具有高電壓、高容量、體積小、重量輕、環(huán)保以及長(zhǎng)壽命等突出優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種便攜式電子產(chǎn)品及電動(dòng)汽車領(lǐng)域。但是鋰離子電池的安全性目前仍存在一定的問(wèn)題，尤其是其在高溫、過(guò)充、短路等條件下的安全性問(wèn)題，已成為動(dòng)力型鋰離子電池大規(guī)模應(yīng)用時(shí)必須攻克的技術(shù)難題。

電池體系不同、使用工況不同，電池衰退會(huì)很不一樣，考慮電池系統(tǒng)電熱屬性的同時(shí)，要了解電池老化機(jī)制，三者會(huì)相互耦合影響。

　鋰電池主要負(fù)極材料有錫基材料、鋰基材料、鈦酸鋰、碳納米材料、石墨烯材料等。鋰電池負(fù)極材料的能量密度是影響鋰電池能量密度的主要因素之一，鋰電池的正極材料、負(fù)極材料、電解質(zhì)、隔膜被稱為鋰電池的四個(gè)最核心材料。下面我們簡(jiǎn)單介紹一下各類負(fù)極材料的性能指標(biāo)、優(yōu)缺點(diǎn)及可能的改進(jìn)方向。

根據(jù)麻省理工學(xué)院的研究報(bào)道，研究者發(fā)明了一種充電的新方法，那就是把電池掰彎。

全固態(tài)鋰離子電池采用固態(tài)電解質(zhì)替代傳統(tǒng)有機(jī)液態(tài)電解液，有望從根本主解決電池安全性問(wèn)題，是電動(dòng)汽車和規(guī)模化儲(chǔ)能理想的化學(xué)電源。

馬里蘭大學(xué)和美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室的研究人員首次開(kāi)發(fā)了一種使用水鹽溶液作為電解質(zhì)的鋰離子電池，達(dá)到家用電子設(shè)備（例如筆記本電腦）所需的4.0伏特標(biāo)準(zhǔn)，而沒(méi)有與一些市售的非水鋰離子電池相關(guān)的火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)。

鋰離子電池中正極材料所占成本約為40%，負(fù)極僅占5%左右，可見(jiàn)正極材料在鋰離子電池中的重要地位。正極材料主要分為三大類，分別是層狀結(jié)構(gòu)、尖晶石結(jié)構(gòu)和橄欖石結(jié)構(gòu)。

　可逆鋅空氣電池具有價(jià)格低廉、環(huán)境友好和能量密度高（1084Wh kg-1）等優(yōu)勢(shì)，在便攜式交通工具和能量?jī)?chǔ)存器件應(yīng)用方面潛力巨大。

在媒體的宣傳中，電池系統(tǒng)似乎總是解決所有間歇性可再生能源電力產(chǎn)出相關(guān)問(wèn)題的萬(wàn)能靈藥，其中也包括“優(yōu)先次序效應(yīng)”引起的“價(jià)格競(jìng)食”。的確，電池最直觀的使用案例為能源套利，也就是通過(guò)將低價(jià)值時(shí)段的可再生能源電力產(chǎn)出轉(zhuǎn)移至高價(jià)值時(shí)段，從而增加可再生能源的收益。

爆炸的原因類別：負(fù)極容量不足，水份含量過(guò)高，內(nèi)部短路，保護(hù)線路老化失效，過(guò)充，過(guò)放，外部短路，外部擠壓和暴力碰撞。

現(xiàn)在有人創(chuàng)造了鋰離子電池，可以延伸到其原始大小的150％以上，都可為設(shè)備供能。另一個(gè)研究小組最近也研發(fā)一種電池，可以拉伸至原始大小的300％，在該裝置中，儲(chǔ)能材料置于薄片和硅橡膠之間。研究人員表示新研究將以前的電池優(yōu)勢(shì)與市售的制造技術(shù)兼容，會(huì)達(dá)到不一樣的效果。

日前，三星宣布開(kāi)發(fā)出了可彎曲的固態(tài)電池，并可用于三星剛剛推出的智能手表和谷歌眼鏡等可穿戴設(shè)備。隨后，LG宣布旗下Chem(化學(xué))電池制造商也開(kāi)發(fā)了三種可彎曲電池，分別為弧形電池(curved)、階梯式電池(stepped)以及線纜電池(cable)。官方稱，它們都可以用于智能機(jī)、智能手表和智能眼鏡等可穿戴設(shè)備。