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固态燃料动力电池,锂电池的最终发展之路

时间:2021-11-03 编辑:池龙新能源 游览:994次

  自20世纪中期计算机芯片发明以来,技术一直在飞速发展。我们可以讲一个故事:摩尔定律。芯片中的晶体管数量每两年翻一番,其他技术也在进步,最终处理器的性能每18个月翻一番。从摩尔法律被暗示的那一天起,已经过去了40多年,它一直没有被打破。一代人在电子领域取得了惊人的进步,摩尔定律很好地解释了这些进步。在摩尔定律的推动下,智能手机已经进入了数亿人的口袋,其功能比几十年前最好的电脑强大几千倍。


  如果你看看设备中使用的电池,它的发展完全不符合摩尔定律。1991年,索尼率先将锂离子电池商业化。如今,这项技术并没有发生重大变化。汽车使用的技术更为古老,汽车用内燃机和铅酸电池的基本设计几十年来鲜有改变。


  纵观设计的历史,大多数时候,公司根本没有改变的欲望。这个行业一直运行得很好,我们很少考虑电池。早在2000年,一部手机一次充电就可以用好几天。然而,在过去的10年里,我们进入了智能手机时代,电池短缺变得严重。与9年前在乔布斯发布的iPhone相比,苹果最新款手机的性能提升了16倍,但续航时间仍不足一天。


  新旧手机性能差距如此之大的原因,主要归功于工程上的进步,是通过提高处理器效率实现的,而不是因为电池更好。至于毫安时(一定放电时间内完全放电产生的电流),iPhone6s仅比2007年第一代iPhone高22%。


  锂离子电池挑战。


  设计锂离子电池非常简单。当电池充电时,电子流通过电路传输到负极,吸引电解液中的锂离子(可充电颗粒)。当我们使用电池时,离子会通过溶液转移到负极,负极会释放电流给设备充电。


  这是一个相当基本的化学过程,因此,很难改进。只有少数元素可以使用,但事实证明锂是最合适的。改进电池的方法是改变电极和电解液的化学成分,但改进是一步一步进行的,随着时间的推移,难度会越来越大。虽然富有的科技公司不断在电池上投入资本,但电池的性能每年只能增加5%。事实上,很多电池厂商都发现,提高电池性能的最好方法就是加大体积,让它有更大的空间容纳更多的离子。


  对于很多人来说,这种方法显然不够好。智能手机最初是我们日常生活的重要组成部分,现在已经成为我们的基本需求。我们用它来支付金钱、交流和导航。如果手机不工作,我们会很苦恼。这没什么。当电动车和救生保健设备没电时,后果更严重。据预测,太阳能将是未来重要的能源。如果没有阳光,电池会有很大的存储容量。