隨著電動汽車和各種電子設(shè)備的大量應(yīng)用，瑞士信貸銀行的報告預(yù)計，全球鋰需求量正在以每年12%的速度上漲。世界正在變得越來越智能和移動化，美國從事全球市場調(diào)研的盧辛特爾咨詢公司的另一項研究報告指出，2018年電池產(chǎn)業(yè)將成為一個規(guī)模達(dá)到860億美元的巨大的全球市場。同時，一些專家認(rèn)為幾十年內(nèi)鋰礦就會出現(xiàn)匱乏。

是不是注定了我們必須在美觀與續(xù)航能力之間作選擇？一些移動設(shè)備專家認(rèn)為，不出幾年移動設(shè)備的電池設(shè)計方面就會出現(xiàn)質(zhì)的飛躍，石墨烯的采用或鋰空氣電池的研發(fā)將讓現(xiàn)在的移動設(shè)備的性能提高數(shù)倍。

無數(shù)人在討論電池的問題，一般來說，人們期待的新一代電池技術(shù)包含以下的要素：容量提升、體積變小、充電效率更高、充電方式更方便、節(jié)能環(huán)保。而現(xiàn)如今被廣泛使用的鋰電池，若想要提升容量，只能依靠增加體積，這又與智能設(shè)備“越來越小”的趨勢形成對立。

5方研究電池技術(shù)接近極限

美國伯克利勞倫斯國家實驗所

美國伯克利勞倫斯國家實驗所的化學(xué)工程師埃爾頓·凱恩斯設(shè)計的電池僅有一枚硬幣大小，采用的是鋰、硫磺和氧化石墨烯等易獲取的材料，儲存的電量是傳統(tǒng)電池的2到5倍。此外，凱恩斯和他領(lǐng)導(dǎo)的研發(fā)團(tuán)隊在進(jìn)行了1500次的充放電試驗后證實，這種電池僅僅喪失了不到一半的儲電能力，這是目前最好的鋰電池才能達(dá)到的水平。

美國橡樹嶺國家實驗室

美國橡樹嶺國家實驗室梁誠篤（音）研究員也利用了硫替代傳統(tǒng)電池采用的液態(tài)電解質(zhì)。液態(tài)電解質(zhì)會通過溶解多硫化物從而幫助鋰離子在電池中傳導(dǎo)，但使用壽命短。新的設(shè)計方法首先合成出一種富含硫的新物質(zhì)，并將其作為電池的陰極，隨后再將其同由鋰制成的陽極和固態(tài)電解質(zhì)結(jié)合在一起，便制造出這種能量密度較大的全固態(tài)電池。固態(tài)電解質(zhì)不僅消除了硫溶解的問題，還避免了與鋰金屬接觸，所以安全性更高。新的固態(tài)電解質(zhì)電池的能量密度是鋰離子電池的4倍。

加州大學(xué)河濱分校

加州大學(xué)河濱分校的一組科研人員開發(fā)出了一種新架構(gòu)的硅陽極，應(yīng)用在鋰電池中可以使充電過程快16倍。新的設(shè)計構(gòu)建于3D結(jié)構(gòu)的錐形碳納米管材料上?？梢允闺姵乇仍瓉磔p40%，卻能攜帶比原來多60%的電量，一次充電時間只需要大約10分鐘。

以色列的StoreDot科技公司

在縮短充電時間問題上，以色列的StoreDot科技公司更勝一籌。在微軟ThinkNext大會上，這家在特拉維夫大學(xué)納米科技研究中心的基礎(chǔ)上新創(chuàng)辦起來的公司的負(fù)責(zé)人展示了他們新研發(fā)的充電技術(shù)。使用這個充電器，一部即將因電量不足關(guān)機(jī)的三星GALAXYS4手機(jī)充滿電的時間只需要30秒。這一充電設(shè)備采用的是由肽分子組成的生物半導(dǎo)體材料。研究人員將這些納米級的晶體加入到一種特殊的作為電解質(zhì)的溶液中。

試驗似乎已經(jīng)證實了這一新技術(shù)能夠制造出更強(qiáng)大的電池，并縮小體積。公司創(chuàng)始人多龍·邁爾斯多夫認(rèn)為，這一技術(shù)進(jìn)步將推動移動設(shè)備行業(yè)真正的革命。如果這一技術(shù)能被采用，預(yù)計超級充電設(shè)備將在2016年進(jìn)入批量生產(chǎn)。

麻省理工學(xué)院初創(chuàng)公司SolidEnergy

近日據(jù)Forbes報道，隸屬于MIT(麻省理工學(xué)院)的一個初創(chuàng)公司SolidEnergy目前有了個方案，可以讓電池的續(xù)航能力顯著提高。

SolidEnergy研發(fā)了一種特殊的鋰電池，它將能量密度提升到現(xiàn)有技術(shù)的兩倍，也就是說，同等體積的電池，SolidEnergy的電池有更多的電量。據(jù)悉，一般手機(jī)的能量密度在560-580Wh/L左右，而SolidEnergy達(dá)到了1337Wh/L。

SolidEnergy電池采用了超薄金屬陽極，它的尺寸是現(xiàn)在常規(guī)電池石墨陽極的五分之一以下。此外，該公司還研發(fā)出一種可以讓電荷在室溫下即可運行的電解液。相比較而言，現(xiàn)有的鋰電池使用金屬陽極，需要更高的運行溫度。

超級電池必然會受到硬件廠商的青睞，事實上，包括蘋果在內(nèi)的多家廠商都對SolidEnergy感興趣，這項電池技術(shù)也將率先在ProjectAra上運用。到今年下半年，會有多家手機(jī)廠商對該技術(shù)開展測試。

SolidEnergy的技術(shù)并不意在顛覆，在我們對電池的期待中，它也只完成了“增加電池容量”這一點，至于充電效率、環(huán)保等問題，還有待更先進(jìn)的技術(shù)來實現(xiàn)。