鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1621次 | 2021年06月08日
未來(lái)的鋰離子電池的發(fā)展創(chuàng)新點(diǎn)分析
人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步離不開(kāi)社會(huì)上各行各業(yè)的努力,各種各樣的電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代離不開(kāi)我們的設(shè)計(jì)者的努力,其實(shí)很多人并不會(huì)去了解電子產(chǎn)品的組成,比如未來(lái)的創(chuàng)新電池。電池已經(jīng)融入到我們的日常生活中,電動(dòng)汽車(chē)、手電筒、遙控器,似乎我們的生活中早已離不開(kāi)電池。幸運(yùn)的是,未來(lái)的電池正朝著可持續(xù)的方向發(fā)展.
1.由人體皮膚供電的新款電池
如今,智能手表,藍(lán)牙耳機(jī)(藍(lán)牙耳機(jī)),智能服裝等“智能穿戴式設(shè)備(smartwearables)”越發(fā)流行,上述設(shè)備可追蹤并記錄用戶(hù)的呼吸,心率及其他身體參數(shù)。供電問(wèn)題,科研人員正在研發(fā)一塊電池,其所采用的電極就附著在用戶(hù)的皮膚上。目前,這款創(chuàng)新型電池正在測(cè)試中。當(dāng)手指輕拍皮膚后,其出現(xiàn)的電量可點(diǎn)亮12一個(gè)LED燈泡。值得一提的是,該電極可捕獲皮膚上的電流,其金制膜層的厚度為50納米,位于硅膠層(siliconerubberlayer)的下方,多數(shù)由許多小型柱狀薄膜構(gòu)成,且細(xì)長(zhǎng)大皮膚接觸面。
2.快充技術(shù)(Quick-ChargeTechnology)
不久前,假如智能手機(jī)的電池電量耗盡,則意味著用戶(hù)將要為手機(jī)插入充電器,并等待30至60分鐘才能為設(shè)備充滿(mǎn)電。如今,某些快速充電技術(shù)可以將充電速度縮短到更早時(shí)間的六分之一。例如,高通“5for5”創(chuàng)新技術(shù)的亮點(diǎn)是“充電5分鐘,通話(huà)5小時(shí)”,旨在為使用Snapdragon芯片的手機(jī)和智能設(shè)備供應(yīng)超快充電服務(wù),這不僅大大減少了充電時(shí)間,也防止在充電時(shí)等待。此外,該技術(shù)還可以降低電力消耗并減少要支付的電費(fèi)。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
3.安全性更高的固態(tài)電池
研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出幾種固態(tài)電池,它們?cè)谠S多方面引領(lǐng)著當(dāng)前常用的鋰離子電池。此外,固態(tài)電池更安全,使用壽命更長(zhǎng),電池性能更強(qiáng)。這種新型可充電電池可以充電數(shù)十萬(wàn)次,并且在材料磨損后將被填埋。固態(tài)電池可將功率新增30%以上,這意味著它在充電后會(huì)持續(xù)更長(zhǎng)的時(shí)間。由于固態(tài)可充電電池是不可燃的,因此它們是用于電動(dòng)汽車(chē)的一種出色的車(chē)載電池。
4.鋰離子電池
盡管固態(tài)電池可以供應(yīng)各種環(huán)保功能,但VisualCapitalist認(rèn)為,鋰離子電池在環(huán)保方面還有更大的提升空間。據(jù)估計(jì),由于對(duì)鋰離子電池正極中鋁,鈷,錳和鎳等金屬含量的不斷調(diào)整,未來(lái)鋰離子電池的功率將逐年新增6%-7%。研究人員對(duì)上述材料進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn),并繼續(xù)探索每種材料的最佳比例,以延長(zhǎng)陰極的使用壽命并提高其能源效率。目前,研究人員正在測(cè)試硅陽(yáng)極。與目前使用的石墨陽(yáng)極相比,該材料將電池的功率提高了10倍。
5.柔性電池(flexiblebattery)
標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
亞利桑那州立大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)受到日本折紙技術(shù)的啟發(fā),并采用了靈活的儲(chǔ)能技術(shù)。由其開(kāi)發(fā)的鋰離子電池具有大量的折痕和切口,從而增強(qiáng)了電池的延展性和柔韌性。據(jù)說(shuō),這種柔性電池的外觀是一個(gè)彈性腕帶,是智能手表的重要組成部分之一。由于腕帶的可延展性,可以將這種可延展的歐洲之星電池縫制到漂亮的衣服上。智能可穿戴設(shè)備的電源最終將由這種電池驅(qū)動(dòng),這種電池比傳統(tǒng)的大容量電池消耗更少的資源。
液態(tài)金屬電池:個(gè)頭小,儲(chǔ)能強(qiáng)
目前,科學(xué)家尚未開(kāi)發(fā)出在電網(wǎng)中大規(guī)模存儲(chǔ)電能的具有成本效益的方法,這已成為開(kāi)發(fā)各種可再生能源的束縛。麻省理工學(xué)院(MIT)的液態(tài)金屬電池似乎是一個(gè)更好的解決方法。據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,由麻省理工學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)教授唐納德·沙德威(DonaldShadway)領(lǐng)導(dǎo)的研究小組已成功制造出液態(tài)金屬電池。液態(tài)金屬電池的結(jié)構(gòu)實(shí)際上非常簡(jiǎn)單,兩側(cè)都有液態(tài)金屬電極,中間是熔融鹽。預(yù)計(jì)在未來(lái)的一天,液態(tài)金屬電池將出現(xiàn)可再生能源,例如太陽(yáng)能,從而更容易在太陽(yáng)能電池板和風(fēng)力渦輪機(jī)上存儲(chǔ)能量,并幫助科學(xué)家構(gòu)建更可靠的電網(wǎng)。