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一文盤點最有前途的電池新技術

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        在倡導節能環保的今天 ， 隨著新能源汽車的發展 ， 動力電池也跟著飛速擴張 ， 已經達到了極為驚人的體量 ， 2017前三季度中國動力鋰電池產量就達到了31GWh ， 預計全年出貨量達到43Gwh ， 同比增長54% 。 在這爭分奪秒的時代 ， 大家都在努力擴張 ， 搶占市場 ， 投資研發 ， 電池的發展可謂是日新月異 ， 不想落于人后 ， 就必須關注最新的行業新聞 ， 實時了解最前沿的電池技術 ， 今天小編就來匯總一下到底有哪些新電池吧!
1、固態電池
固態電池是極被看好的新一代動力電池 ， 被稱為顛覆性的技術 ， 其安全度優于鋰電池、能量密度也較高 ， 被認為是解決新能源汽車續航能力的不二之選 ， 三星、特斯拉等巨頭企業已經可以量產 。
雖然現在還存在不少技術問題 ， 電極電流密度等受到諸多限制 ， 量產規模和價格競爭力都不如鋰電池 。
不過 ， 近日電動車商菲斯克汽車宣布有了突破 ， 專利顯示其新研發的車用固態電池 ， 只要一分鐘就可充飽電 ， 且每次充電還可讓汽車行駛 500 英里之遠 。
2、燃料電池
燃料電池是將燃料與氧化劑的化學能通過電化學反應直接轉換成電能的發電裝置 ， 等溫的按電化學方式,直接將化學能轉化為電能而不必經過熱機過程,不受卡諾循環限制,因而能量轉化效率高,且無噪音,無污染,正在成為理想的能源利用方式 ， 理論上可在接近100%的熱效率下運行 ， 具有很高的經濟性 。
燃料電池裝置不含或含有很少的運動部件 ， 工作可靠 ， 較少需要維修 ， 且比傳統發電機組安靜 。
另外電化學反應清潔、完全 ， 很少產生有害物質 。 所有這一切都使得燃料電池被視作是一種很有發展前途的能源動力裝置 。
3、鋰空氣電池
韓國三星電子將開發的面向純電動汽車的第三代充電電池 。 一次充電的續航距離將達到目前純電動汽車用鋰離子電池的近2倍 ， 計劃在 2030 年將鋰氣電池商業化 。
三星實驗室最新研發的這種鋰氣電池每公斤蓄電量達 520 瓦特小時 ， 被認為是產業界的圣杯 。
據日經新聞報導 ， 假若日產最新 Leaf 電動車采用三星的鋰氣電池 ， 最大航程可從 400 公里增加至 700 多公里 。
4、鋰硫電池
鋰硫電池因其高理論容量、高能量密度、儲量豐富、成本低以及環境友好等特點有望成為鋰離子電池的備選 。
采用硫作為鋰電池正極的鋰硫電池具有正極容量高(理論值為1675mAh/g)的特點 ， 作為新一代蓄電池備受期待 。
在2008年太陽能飛機首航時 ， 就使用了鋰硫電池 ， 白天時 ， 太陽能飛機上的光伏發電板僅為飛行提供能力 ， 而且為其鋰硫電池充電 ， 以維持晚上飛行所需的動力 。
5、石墨烯電池
石墨烯作為被寄予厚望的“新材料之王” ， 是目前世界上已發現最薄、最輕、最強的新型納米材料 。
它具體極佳的電化學儲能特性 ， 超快速充放電、循環充電等 ， 有望為汽車動力電池帶來顛覆性的變革 ， 因此石墨烯電池研究也受到了很多企業的青睞和國家的重視 。
目前聚碳和哈工大研發石墨烯聚合材料電池的儲能量是傳統電池產品的三倍 ， 用此電池提供電力的電動汽車能行駛超過1000公里 ， 充電時間大大減少 ， 充電次數可達3000次以上 ， 電池的重量卻不足傳統充電電池的一半 。
雖然目前這些數據仍處于實驗階段 ， 但毫無疑問的是石墨烯將成為新能源汽車突破蓄電瓶頸 ， 創造更長續航里程 ， 進一步發展、普及的關鍵 。
6、新型薄膜電池
法國德古拉科技公司的科學家們已經開發了一種新技術 ， 即用光作為新的能量反應 ， 然后為你的手機充電 。
這是由獨特導電塑料組成的貼花太陽能電池 ， 可以從室外太陽光或室內人造光中捕捉能量 ， 該薄膜電池具有重量輕、無毒、可折疊、成本低等優勢 。
開發人員表示 ， 一個長寬約5公分的方型薄膜電池只需要一個小時就可以打印出來 ， 而且可以根據形狀和顏色進行定制 。
這代表我們能在曝光面積更大的T 恤或背包上打印這種薄膜電池 ， 然后透過其他方式為你的手機充電 。 然而 ， 這些可折疊的薄片成本并不高 ， 使用噴墨打印機就可以制造 ， 這使得這項技術將更加通用 。
7、鈉基電池
據美國“僑報網”道 ， 斯坦福大學的研究人員研發出一種鈉基電池 ， 能儲存與鋰離子電池一樣多的電能 ， 但成本大大降低 。 相關研究發現已發表在《自然能源》(Nature Energy)雜志上 。
研究人員指出 ， 鋰是制造電池的最佳選擇 ， 但鋰已變得稀有且昂貴 ， 人類需要利用其它更豐富的元素 ， 如鈉 ， 開發出更高性能且低成本的電池 。 目前 ， 開采一噸鋰的的費用約為1.5萬美元 ， 而開采一噸鈉的費用僅為150美元 。
在新設計的鈉離子電池中 ， 鈉離子可附著在肌醇上 ， 而肌醇是一種常見的化合物 ， 可從米糠或玉米加工過程中的液體副產物中提取 。
鈉離子和肌醇的新結合顯著改善鈉基電池的離子循環 ， 使離子能更有效地從陰極移動穿過電解質到磷陽極 ， 繼而產生更強的電流 。
8、水基鋰電池
根據國外媒體報道 ， 美國馬里蘭大學的一個華人科學家團隊最近研制出了一種基于水基電解液的新型鋰離子電池 ， 該電池不僅在電壓上首次達到了筆記本電腦等家用電子產品所需要的標準 ， 同時還能避免著火和爆炸的危險 。
【一文盤點最有前途的電池新技術】研究人員通過一種新型的聚合物涂層 ， 它具有特殊的排水性 ， 把它涂在電極上之后 ， 水分子就無法靠近電極表面 。 首次充電之后 ， 凝膠分解成穩定的界面 ， 將電極和電解液隔離 ， 阻止水分子在工作電壓下分解 。
該技術不僅提高了電池的儲能和充放電性能 ， 還完全規避了有機溶劑電解質易爆炸的危險 。
9、超級電容電池
最近NAWA Technologies對外宣稱自己開發的“超快碳電池”功率是標準超級電容電池的5倍 ， 可以大幅增強超級電容電池的功率 ， 讓不少汽車公司對這種電池感興趣 。
NAWA介紹說 ， “超快碳電池”的傳輸速度是鋰離子電池的30-100倍 ， 但是存儲的電能只相當于鋰電池的10-20% ， 這是一個缺點 。
正因如此 ， 葛衛凱才會推廣“混合系統” ， 它有什么優勢呢?超級電容器能提高加速度 ， 當汽車減速剎車時它能回收能量 ， 讓鋰電池汽車跑得更遠 。
超級電容器可以一次又一次充電而不會損害 ， 它可以承受瞬間電力和電力再生的沖擊 ， 延長鋰電池壽命 ， NAWA的技術原理大體相似 。 NAWA的目標是為歐洲高端制造商提供電池 ， 2022年全面投產 。
10、液態金屬電池
液態金屬電池是通過液態金屬的氧化還原反應 ， 把化學能轉化成電能 。 金屬呈液態是該電池的特點 ， 利用液體的流動性 ， 液態金屬電池具有高倍率充放電性能及電池系統的可放大性 ， 這也使得液態金屬電池能滿足能量型和功率型雙重應用 ， 在大規模儲能中有著廣闊的應用前景 。
來自麻省理工學院的一組研究人員就開發出了一種新型全液態金屬電池系統 ， 這種系統造價便宜 ， 且使用壽命較長 。
據研究團隊稱 ， 此裝置可讓風能和太陽能這些可再生能源具備與傳統能源相競爭的能力 。