手機、平板電腦、各種可穿戴設備的發展如火如荼，然而，電池卻成了制約所有這些移動電子設備發展的瓶頸之一。大多數剛開始用智能手(shou)機的用戶都(dou)會對電池的續航能力(li)感到失望(wang)——以(yi)往可以(yi)使用4-7天的手(shou)機電力(li)，現在需要每天充電。

鋰離子電池是目前二次充電電池中*為主流，且被投資者和從業者都看好的方向，但從長遠發展來看，其能量密度要達到成倍的改進，其可能性并不大。從智能手機來看，人們上網的時間越來越長，網速越來越快，支撐芯片也必須越來越快；同時屏幕也越來越大，盡管有各種節能改進，但能量的消耗確卻是在不斷增加的。據中國科學院電池領域的國際專家張躍剛博士稱，現在要在智能手機上實現一塊充電電池使(shi)用一(yi)周，目前(qian)突破的可能性不(bu)大。

能(neng)量密(mi)度是(shi)(shi)檢驗電(dian)池(chi)品質的(de)(de)(de)核心指標(biao)之一，改善的(de)(de)(de)目標(biao)是(shi)(shi)在重量越(yue)輕、體積越(yue)小(xiao)的(de)(de)(de)電(dian)池(chi)包中(zhong)存儲越(yue)來越(yue)多的(de)(de)(de)能(neng)量。以(yi)我們熟悉的(de)(de)(de)廠(chang)商比亞迪的(de)(de)(de)鋰電(dian)池(chi)為例，其目前按照重量和(he)體積分(fen)別可(ke)達到的(de)(de)(de)實(shi)際比能(neng)量為100-125瓦(wa)時(shi)(shi)/公(gong)斤和(he)240-300瓦(wa)時(shi)(shi)/升，特斯拉電(dian)動汽(qi)車Model S所使(shi)用的(de)(de)(de)松下筆(bi)記(ji)本電(dian)池(chi)的(de)(de)(de)能(neng)量密(mi)度為170瓦(wa)時(shi)(shi)/公(gong)斤。在我們此前的(de)(de)(de)報道中(zhong)，美國創新蓄(xu)電(dian)公(gong)司（Enevate Corporation）通過(guo)對鋰離子電(dian)池(chi)負極材料(liao)的(de)(de)(de)改進，可(ke)以(yi)將電(dian)池(chi)能(neng)量密(mi)度提升30%以(yi)上。

想(xiang)要成倍(bei)提升電(dian)池能(neng)量密度(du)，必(bi)須依靠下一(yi)代電(dian)池技(ji)術(shu)。張躍剛博(bo)士向(xiang)我們(men)推薦了以下三(san)大熱門電(dian)池技(ji)術(shu)，它們(men)大多(duo)數還處于實(shi)驗室研發(fa)階段。雖然距離商(shang)業化(hua)投產還有相當長一(yi)段路，但我們(men)相信(xin)移動電(dian)子設備的飛速(su)發(fa)展會令電(dian)池領(ling)域(yu)的投資(zi)增加，從而在一(yi)定(ding)程度(du)上加速(su)技(ji)術(shu)和商(shang)業方面的突破(po)。

鋰硫電池

鋰硫電池(chi)是(shi)(shi)鋰電池(chi)的(de)一(yi)種，它是(shi)(shi)以硫元素作為(wei)電池(chi)正極(ji),金屬鋰作為(wei)負極(ji)的(de)一(yi)種鋰電池(chi)，其(qi)理論能量密(mi)度是(shi)(shi)鋰離子電池(chi)的(de)5倍(bei)左右，目前尚(shang)處于初(chu)期研發(fa)階段。

鋰(li)硫(liu)電池是(shi)目(mu)前鋰(li)電池之外(wai)被廣泛看好(hao)的新一代(dai)鋰(li)電池，目(mu)前投入該領域研究的實驗(yan)室和各種早期(qi)資金(jin)，在商業化方面的前景被一致看好(hao)。

然(ran)而，鋰硫電(dian)池(chi)面(mian)對(dui)的技術挑戰也很(hen)(hen)大，特別是電(dian)池(chi)負(fu)極材料(liao)使用化學性(xing)質(zhi)及不穩(wen)定的金屬鋰，這對(dui)于電(dian)池(chi)的安(an)全是極大的考驗。此外，在(zai)穩(wen)定性(xing)、配方(fang)、工藝(yi)等諸多方(fang)面(mian)仍(reng)然(ran)面(mian)臨很(hen)(hen)多未(wei)知的挑戰。

目(mu)前在英國(guo)、美國(guo)都有不止一家機構(gou)投入(ru)鋰硫(liu)(liu)電(dian)池的研(yan)究，有些公司此前宣(xuan)稱今年將(jiang)推出(chu)產品。張躍(yue)剛博士在伯(bo)克(ke)利大學實(shi)驗室也在研(yan)究鋰硫(liu)(liu)電(dian)池，從實(shi)驗室結(jie)果來看，其成果令(ling)人滿意(yi)，電(dian)池在較為(wei)苛(ke)刻(ke)的測試環(huan)境下(xia)，循環(huan)次數(shu)達(da)到了3,000次以上。

鋰空氣電池

鋰空氣(qi)(qi)電(dian)池是一(yi)種用鋰作陽(yang)極(ji)，以空氣(qi)(qi)中的氧氣(qi)(qi)作為陰極(ji)反應(ying)物的電(dian)池。由(you)于陽(yang)極(ji)金屬鋰的質量(liang)很輕，而與之反應(ying)的陰極(ji)反應(ying)物氧氣(qi)(qi)就存(cun)在與自然環境中，無須保存(cun)在電(dian)池里，所以其理論能量(liang)密(mi)度是鋰離(li)子電(dian)池的近10倍。

鋰(li)(li)空氣(qi)電池(chi)在(zai)技(ji)術方(fang)面的挑(tiao)戰更多(duo)，除了金屬鋰(li)(li)的安(an)全保存問題(ti)外，氧化(hua)反應后形成(cheng)的氧化(hua)鋰(li)(li)性質(zhi)過于穩定，必(bi)須借助(zhu)催化(hua)劑才能完(wan)成(cheng)還原反應。此外，電池(chi)的循環次(ci)數問題(ti)始終沒有解決。

相比于鋰硫電池，鋰空(kong)氣電池處于更為(wei)早期的研究(jiu)中，目前還沒有公(gong)司投(tou)資進行商業研究(jiu)開發。

鎂電池

鎂電(dian)池(chi)是以以鎂為(wei)負極，某些金(jin)屬或(huo)非(fei)金(jin)屬氧化物為(wei)正極的(de)原電(dian)池(chi)。相比(bi)(bi)于(yu)鋰電(dian)池(chi)，鎂電(dian)池(chi)具有(you)更(geng)好的(de)穩(wen)定性，壽命更(geng)長。由于(yu)“鎂”是二價元(yuan)素，所以雖然其(qi)質量(liang)大于(yu)金(jin)屬鋰，但(dan)能(neng)量(liang)密度可能(neng)比(bi)(bi)鋰更(geng)具優勢(shi)。

鎂(mei)電(dian)(dian)池(chi)與鋰空氣電(dian)(dian)池(chi)目(mu)前(qian)處于差不多的研(yan)究階段，日(ri)本豐田汽車和美(mei)國麻省理工學(xue)院旗下(xia)研(yan)究機構都在做鎂(mei)電(dian)(dian)池(chi)的研(yan)究，但其(qi)距離商業化發展仍然具(ju)有相(xiang)當長的道(dao)路。

                                                                                                                                                                                        本文摘自于中國(guo)鋰電網