電池技術發展這麼久為何還是不經用,固態電池或成為突破關鍵

2020-12-02 電子發燒友

電池技術發展這麼久為何還是不經用，固態電池或成為突破關鍵

佚名 發表於 2020-04-03 15:21:06

（文章來源：網絡整理）

手機是現代科技的奇蹟，你可以用手機看視頻，玩兒好玩兒的遊戲，可以隨時聯繫世界各地的人們，一切盡在掌握之中。那麼為什麼電池會這麼不經用呢？還記得以前用的舊手機嗎？只能玩貪吃蛇和打電話的那個舊手機。舊手機的電池一般要比現在的智慧型手機小很多。但電池卻能用一周。經過現代科技的飛速發展，為什麼我們現在的手機還撐不了一天了呢？

國外好奇的小哥，為了弄清楚電池不經用的原因，請教了電池技術的專家Venkat Srinivasan博士。博士解釋的其中一個原因你肯定會非常清楚。就是各類手機軟體所需的電量也在急劇增加。這點我想你應該能明白。現在的手機是前觸控螢幕，我們要用軟體拍照片兒，然後顯示到高解析度的屏幕上。所以大部分原因是抽取的電量顯著地變高了。也就是軟體功能越複雜越強大用的就越多。抽取的電量也會隨之增加。好的，那麼手機已經更好了，也因此需要更多的電量。這些你可能會理解，那麼讓我來說說一些你不知道的。

一部原裝的諾基亞3310配有100MHZ的網絡頻段，單核處理器和4000像素的顯示屏，而2019年生產的Galaxy S10 plus配有2.4GHZ的網絡頻段，帶動437.76萬像素顯示屏的八核處理器。所以沒錯，技術有了很大的發展，甚至有一個關於處理器發展速度的定律，那就是摩爾定律。這個定律指的是大約每隔兩年單個微處理晶片上可集成的電晶體數量就會翻一倍，這也意味著電腦和手機的性能會成比例的提高。我們討論的是電子行業的摩爾定律。但電池能量密度增長的速率卻不像摩爾定律那樣。當然電池也在發展，只是發展速度和現在的科技不一樣。所以電池的發展速度沒有手機其他部件的發展速度那麼快，某種程度上來說，它們是在發展。

我們一直是在現有的電池材料中壓榨越來越多的能量。但這樣還是會有極限，長期以來我們做的大量工作就是把所有晶片內部的電子器件尺寸不斷縮小。使手機變得越來越好，越來越薄，越來越漂亮。在電池系統中相當於去除一些不必要的東西，以便增加更多更多的密度。加入能量密度材料，這樣就能在電池系統中增加更多的能量。事實上在過去的20年裡人們也一直在這麼做，而如果你這樣做了20年，那就開始到了一個瓶頸期。就會很難再擠出更多的東西。

大致上講，現在的電池都有用途，為了儲存能量。現在的電池基本上把內部所有的空間都用盡了，儲存更多能量的唯一方法就是縮小這些像細胞之間的細胞膜一樣的內部零件，這些零件變得太薄時就會有安全隱患，如果做得太過的話，就會有像GalaxyNote7一樣的產品。

基本上在現代鋰離子電池中，能量通過電解質溶液在正負兩極之間傳遞，電解質是易燃的，但在電極之間加入隔膜就沒有問題，Note7裡的隔膜太薄了，隔膜產生火花後電解質著火。六年前發生的那件事兒清楚的說明電池已經到了極限，我們不能再去除任何東西了，而我們已到了一個新的階段，通過更換電池材料來提升能量密度，尋找新材料的過程比較漫長，那麼未來會是什麼樣呢？

我們現在使用的材料是鈷酸鋰，從90年代初就一直使用的電池技術。但也研究人員早就開始下一步的工作了。實際上所有的電池都有電解質溶液，我認為下一個電池領域的大事兒就是固態電池，固態電池沒有液體，而是採用能在電極之間來回傳導鋰離子的固態材料，因為無法預測技術上的突破，所以也不知道未來會發生什麼，但我認為那是電池的走向。而且如果真的運用了，手機和電腦就能得到更多的能量密度。
      （責任編輯：fqj）

打開APP閱讀更多精彩內容

聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容圖片侵權或者其他問題，請聯繫本站作侵刪。 侵權投訴

相關焦點

  • 技術 | 新能源電池技術之固態電池
    來源：傳感器技術不論是新能源車或儲能設備，最重要的關鍵零部件之一就是電池，這幾年電池行業的一項挑戰就是拉高能量密度、追求更安全的方式，不論是嘗試新的正極、負極材料；或是提高鎳錳鈷（NMC）三元電池鎳的比重；也有人致力於研發不同於傳統鋰電池的技術，像是使用氫燃料電池的氫能源車。而固態電池（Solid-State Battery）就是被視為是下世代的電池技術。
  • 固態電池為何成為「新寵兒」
    用固態電解質代替液體電解質是獲得高能量密度、安全性和長循環壽命的全固態電池的根本途徑。全固態電池可以避免液體電解質帶來的負效用，提高電池的安全性和服役壽命。因此，今年來固態電池研究成為鋰電池的熱門方向，那麼固態電池的具體優勢有哪些呢？
  • 三星固態電池技術取得重大突破!解決三大行業難題,離量產不遠了
    關鍵技術的突破，意味著固態電池市場卡位賽的開啟，包括松下、寧德時代、豐田、寶馬在內的一眾玩家磨刀霍霍。可以預見，未來五年，固態電池技術將會成為這些公司技術交鋒、產業布局的關鍵所在。 而三星，則會因為率先實現了技術上的突破，在這場競賽中擁有相當大的領先優勢。
  • 中科院資深固態電池專家談固態電池技術產業化
    根據產業鏈調研，固態電池將在2025年逐步實現商業化，在2030年成為動力電池主要技術路線。在此背景下，世界上主要國家均在大力布局該領域，主要分布於歐、美、中、日、韓，共有53家企業在布局研發固態電池，其中大約9家專注從事硫化物固態電池。
  • 什麼是固態電池,全固態電池到底是一種什麼樣的技術
    傳統鋰離子電池中，需要使用隔膜和電解液，它們加起來佔據了電池中近40%的體積和25%的質量。 而如果把它們用固態電解質取代（主要有有機和無機陶瓷材料兩個體系），正負極之間的距離（傳統上由隔膜電解液填充，現在由固態電解質填充）可以縮短到甚至只有幾到十幾個微米，這樣電池的厚度就能大大地降低 --因此全固態電池技術是電池小型化，薄膜化的必經之路。
  • 固態電池發展是動力電池領域的重要趨勢
    固態電池發展是動力電池領域的重要趨勢，固態電解質比液態電解質的絕緣性高，能夠起到電池正極與負極的阻隔作用，避免正負極接觸發電極內部短路，因此可有效取代液態鋰電池隔膜的功能。若將來固態電池技術成熟且大規模量產，市場完全發展至全固態電池，隔膜也完全被替換。
  • 石墨烯電池噱頭大 固態電池備受期待
    固態電池成下一代電池技術首選 除了廣汽宣布在石墨烯電池方面取得突破，從長城汽車獨立出來的蜂巢能源近期也祭出了「無鈷電池」大法，兼之此前比亞迪刀片電池的橫空出世，一時間，國內動力電池領域頻頻迎來重大突破。多元化的技術路線背後，到底誰會被寄予厚望？
  • 稱為下一代動力電池的固態電池,到底明年還是十年後才能量產?
    受「裡程焦慮」和安全問題困擾的鋰離子電池，是電動汽車取得市場突破的最大瓶頸。業內認為最有可能成為下一代動力電池的就是固態鋰電池。輝能科技，一家臺灣的固態電池初創公司，近期高調宣傳將於2021年實現固態電池的量產。去年8月還與蔚來籤下合作備忘錄，為蔚來定製生產「MAB」固態電池包。
  • 中科院資深固態電池專家談固態電池技術與市場 產業化尚遠!
    紀要重點：1、固態電池優點主要體現在安全性和能量密度提升上，使用鋰金屬負極顯著提升能量密度，可將現有300Wh/kg的能量密度提升至500Wh/kg。而固態電池可抑制鋰枝晶的生長，使鋰金屬負極運用成為可能，同時降低非活性物質，可以省去冷卻系統，也能夠提升能量密度。全固態電池不含電解液，安全性較高。
  • 三星固態電池技術取得突破 力推電動汽車行業邁出一大步
    圖片源於網絡隨著世界範圍內對新能源產業發展的不斷關注，以電池技術為代表的儲能技術得到了長足的發展，日前，三星高等研究院與三星日本研究中心在《自然-能源》(NatureEnergy)雜誌上發布了一篇名為《通過銀碳負極實現高能量密度長續航全固態鋰電池》的論文，展示了三星對於困擾全固態電池量產的鋰枝晶與充放電效率問題的解決方案
  • 畫餅還是吹風,蔚來量產固態電池之惑
    這一次也不例外，蔚來發布了包括第二代換電站、自動駕駛系統、電驅動與固態電池等技術。電動勢認為，這裡面最具跨時代意義的技術當屬固態電池技術。當前，新能源發展面臨的所有問題，電池能量密度、成本、電動車安全等問題，固態電池都可以完美解決。所以，固態電池的推出，可以認為是掃清了新能源發展最大的阻礙。但對於固態電池，業內此前一致認為，短期內沒有推出的可能性。
  • 水系鋰電池獲關鍵突破,能量密度超 300Wh/kg,或成電池發展未來
    這一關鍵成果近期發表在 Nature 雜誌上。至此，王春生團隊在電解質、正極、負極材料上均實現了突破，並組裝出工作電壓在 4V 以上的高壓水系鋰離子電池系統。具體來說，這種新型正極材料突破了原有正極材料依賴過渡金屬元素的固有思路，使用了溴和氯元素承擔氧化還原的過程。
  • 鋰電池、固態電池、燃料電池,未來動力電池誰主沉浮?
    7月19日，在中國汽車技術研究中心有限公司（以下簡稱「中汽中心」）北京工作部舉辦的中國新能源汽車動力電池產業發展報告（2018）發布暨產業發展研討會上，多位專家詳細介紹了三種動力電池的全球狀況以及在我國的發展水平。
  • 動力電池之爭:鋰離子還是固態?
    另一個概念就是無鈷電池，因為電動汽車行業的快速增長可能會導致關鍵電池金屬材料的短缺，鈷就是其中之一。再者，鈷的價格昂貴，開採地區往往政治經濟不穩定。因此歐盟和中國也在制定相關政策，要求生產商對這類材料的回收負責。
  • 固態電池:搶佔下一代動力電池技術制高點
    隨著全球新能源汽車時代的到來，各國都在大力推進本國的新能源汽車的發展。業內人士認為當前鋰離子電池顯示電力存儲性能的「能量密度」已接近理論上的極限，難以再大幅提高性能。固態電池也被廣泛期待成為下一代動力電池技術，過去十年相關專利數量增長超過10倍。但由於固態電池技術尚未成熟，距離量產還有較大距離。
  • 光大證券:固態電池有望成為下一代鋰電技術制高點,可關注龍頭企業...
    技術革新無休止，攻堅固態電池是關鍵1.1、固態電池有望成為下一代高性能鋰離子電池鋰離子在正負電極間可逆嵌入是鋰離子電池的電化學基礎，其發展實際上是基於上世紀70年後一系列的創新理念和關鍵發現。在全球範圍內，汽車電動化的趨勢已不可避免，而新能源車近幾年在我國快速發展，也將逐步成為我國未來重要的支柱產業，為鋰電池的發展提供了重要的基礎。此外，對長續航、高安全性動力電池的追求將推動研發的持續投入和技術的不斷革新。
  • 固態電池將商用,其他動力電池新技術進展如何?
    ，讓固態電池能在高溫狀態下工作，顯著提升電池安全性；第五，通過離子導電膜技術，讓固態電池電極與隔膜直接界面更穩定，離子傳導更快捷，來支持全固態電池發展；第六，三維集流體技術，讓固態電池循環過程中的內阻更低，電子傳導保持性更好；此外，還採用新型電池裝備，讓固態電池電芯具有新的性能，產品能夠實現量產
  • 固態電池即將商用,其他動力電池新技術進展如何?
    首先，原位固態化技術，解決固固界面問題，讓固態電池充放電更快捷、持久和安全；其次，採用原子級鍵合技術，讓固態電池循環過程更穩定；第三，採用複合金屬鋰技術，讓固態電池能量密度更高，全壽命體積膨脹更小，循環壽命更長；第四，固態電解質技術，讓固態電池能在高溫狀態下工作
  • 固態電池帶崩了新能源
    1月11日早盤，動力電池板塊出現大分化：鋰電池股整體弱勢，但其中的固態電池概念大面積走強。這波分化行情的始作俑者，是蔚來NIO Day上發布的新車型——被戲稱為「硬體怪獸」的ET7——所搭載的150kWh的固態電池。這個讓ET7的續航裡程突破1000公裡的大關的產品，力冠群雄，一下子晉升成為動力電池界的一匹黑馬。人們奔走相告：固態電池的黎明即將到來！
  • 固態電池離我們還有多遠?
    傳統液態鋰電池不會是動力電池的技術終點、固態電池是後鋰電時代的必經之路早已是行業共識。我們所期待的動力電池技術革命，似乎馬上就要來了。不過，最「靠譜的」固態電池，但它依舊充滿了技術挑戰。之所以今天會選擇這樣的一個話題，也是因網友們的一句話，現在新能源車型採用動力電池為何始終徹底解決不了安全性以及電池老化、壽命短等問題。