鉅大LARGE | 點擊量：662次 | 2021年11月05日
小小電池如何撬動全球能源大格局
電池在我們的生活中已無處不在：手機(jī)、平板電腦、電子書、遙控器、智能手表、電動汽車……作為新工業(yè)革命的一種支撐性技術(shù)，小小電池的技術(shù)進(jìn)步，也會撬動全球能源的大格局，對社會生活的影響更是方方面面。
如何讓電池快充電？如何讓手機(jī)待機(jī)時間更長？最終電池離我們有多遠(yuǎn)……電池問題讓老百姓越來越關(guān)心。近日，記者采訪了以能源研究著稱的美國阿爾貢國家實驗室的研究員陸俊，他對此進(jìn)行了解答。
問：手機(jī)電池與電動汽車電池是一回事嗎？
答：電池用在哪個方面，是電池本身的性質(zhì)所決定的，不是想用在哪就可以用哪。它其實分為車用、消費電子產(chǎn)品用、儲能用幾種，每一種的性能和成本要求都不相同。例如現(xiàn)在手機(jī)用的鋰離子電池，它的正極材料一般是鋰鈷氧化物，也稱鈷酸鋰。這種材料很貴，不太適合用到電動汽車上，所以現(xiàn)在電動汽車用的電池材料多是以鎳基、鐵基或錳基為主的過渡金屬氧化物，比如錳酸鋰。
問：如何讓電動汽車電池快充電？
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
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%
答：充電速度一直是電動汽車發(fā)展的瓶頸之一。充電分為快充和慢充。在充電樁快充一次一般要一小時，但只能充入不到80％的電量。要想電量“滿格”，要慢充，一般要6到7個小時。
人們對快充的需求最大。但快充首先取決于電池材料，因為快充要的電流比較大，對電池材料的要求高，不是所有材料都適合快充。適合快充的電池材料重要是錳酸鋰與鈦酸鋰。鈦酸鋰的電池一般充電速度比較快。
未來的技術(shù)可以進(jìn)一步縮短快充的時間，同時增大電動汽車的續(xù)航的里程。鋰空氣電池技術(shù)目前普遍被看好，有關(guān)技術(shù)未來幾年一旦成熟，有可能改變充電的概念。當(dāng)電池電量不足時，人們只要更換電極材料，不再要充電，更不要長時間等待。
問：如何解決手機(jī)待機(jī)時間短的問題？
答：目前手機(jī)使用的重要還是鋰離子電池。鋰離子電池性能提高的空間還是有的，能量密度估計最多還可提高1倍，但肯定不及下一代鋰離子電池那么大。未來的5到10年，鋰離子電池仍會主導(dǎo)手機(jī)電池市場，而下一代鋰離子電池要商業(yè)化還有距離。
問：最終電池離我們有多遠(yuǎn)？
答：鋰空氣電池的蓄電能力理論上是目前市場上鋰離子電池的10倍，是非常熱門的下一代電池，也被稱為最終電池。這種電池的基礎(chǔ)研究進(jìn)展很快，但還沒有準(zhǔn)備好商業(yè)化。我個人認(rèn)為，它的商業(yè)化還要5到10年，中間有很多問題要解決。無論美國還是其他國家，都在鋰空氣電池研究上大量投入，目標(biāo)是讓它商業(yè)化。這是下一代鋰離子電池的一個重要方向，但不會是唯一方向。
下一代電池的另一個方向是鋰硫電池，它已經(jīng)比較接近商業(yè)化。這種電池的負(fù)極目前以金屬鋰片為主，正極活性材料是元素硫。
陸俊最后表示，假如有一天，下一代電池技術(shù)成熟了，希望電動汽車能夠主導(dǎo)汽車市場，甚至取代燃油汽車。這將有利于環(huán)境，而且，畢竟石油資源是有限的。（科技日報）
