细数前沿锂电池技术及其“虎视眈眈”的对手

2015-05-22 00:15

　　3、石墨烯锂电池

　　现如今，电动车续航成为人们最头痛的问题之一，就连业界巨头特斯拉的Roadster升级版跑车都仅能达到644公里的续驶里程，如果此时有人告诉你：“有这么一种电池，一次充电时间只需8分钟，可行驶1000公里。”相信很多人都会惊呆了，这种电池就是石墨烯电池，因为性能彪悍，所以被唤作“超级电池”，甚至被“妖魔化”。

　　相信大家都知道石墨烯是什么，这里就不赘述了。重点是石墨烯的结构可以改变锂电池技术长期没有突破的障碍。石墨烯阳极材料比如今锂离子电池中惯用的石墨阳极充电或放电速度快10倍。“超级电池”参数显示，其能量密度超过600wh/kg，是目前动力锂电池的5倍；使用寿命是目前锂电池两倍；其成本将比目前锂电池降低77%。

　　石墨烯的导电性很好，可以提升充电速度，减少充电时间，宏观上可以大范围减少充电站和充电桩的需求。以目前全球领先地位的特斯拉Model S P85D为例，其通过大功率的超级充电站充电，也要80分钟才能充满，车主等充电的时间仍然是一次煎熬。

　　锂电池传统制造强国是日本和韩国，在石墨烯电池上他们也正在抢夺技术先机，韩国科学家早在去年11月就宣布，最新发明的石墨烯超级手机电池，可存储与传统电池等量的电量，但充电时间只需16秒。而我国的石墨烯电池是今年三月份才上市，而且是否代表石墨烯的“商用”仍有待商榷。

　　从2004年面世至今，石墨烯一直处在风口浪尖上，但其若真是突破了技术限制，被运用在电池上，那“颠覆”二字的确是担得起的。

　　4、锂-空气电池

　　现在跟大家讲一下最牛的前沿锂电池。

　　麻省理工学院曾发表过一篇阐述电池领域为何没有取得突破的文章，并提到了最有可能成为下一代电池技术的选择。一个是上面介绍的锂硫电池，还有一种就是锂-空气电池。锂-空气电池的理论能量密度能达到锂离子电池的十倍，它是迄今为止能量密度最大的储能器件，和汽油相当。

　　一块锂-空气电池可使汽车轻松行驶350英里以上，不需消耗汽油，并且相比于传统电池体积更小也更便宜。但是很难使得锂空气电池的电池容量接近理论值，其氧化薄膜的关键问题也没有得到解决。

　　众所周知锂-空气电池两个最大的问题是效率低以及不能多次充放电。当锂离子和氧气发生反应生成锂氧化物时，锂-空气电池产生电流。而锂-空气电池的充电过程则涉及到该反应的逆反应--锂氧原子间的化学键断裂，并且释放氧气。致命问题在于生成的锂氧化物会覆盖在电池电极上，从而隔绝了电极与催化剂的接触，进而减缓反应进程。

　　如此说来，全固态锂电池可能比锂-空气电池商用的时间要早得多。