锂电池还要怎么发展才能满足未来生活需求？
来源：宝鄂实业
2019-05-07 17:32
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随着智能手机的普及，电池这个瓶颈就显得极为棘手！电子技术的快速发展并没有带动电池技术的发展，几十年来，电池一直拖着科技的后腿！智能手机，无人机，电动汽车都是使用锂电池。但是锂电池有很大的缺陷——储电量不大，频繁的充电， 短暂的寿命！这些缺点极大地限制了电子产品和电动汽车的发展！
下面笔者绕开传统锂电池，介绍一些新进电池技术！说不定 某些电池技术会主宰未来！
锂—空气电池
锂空气是指使用氧气作为氧化剂，而不是材料。它可以使电池价格降低到目前锂电池的五分之一，并且可以使手机和汽车的续航时间长达现有锂离子电池的五倍。 随着锂空气电池技术的发展，相信它会走到我们平常老百姓的生活中！或许和锂电池的普及历程一样，锂空气电池仍然需要五到十年 才能成为现实！
锂空气电池
植物电池
图中的花盆叫BIOO，它利用水和植物的光合作用产生的能量为设备充电，平板电脑和手机都可以。幸运的是：这种植物电池已经上市了。Bioo每天可以给电子产品充两到三次电！ 标准为3.5V电压和0.5A电流，并且它还有一个创意的岩石形USB接口。 这只是一个开始，想象一下 整个森林以这种方式供电给我们。城市不仅可以拥有100％的绿色能源，而且还能保护植被！
植物电池
黄金纳米线电池
纳米线比人的头发薄了一千倍，单就从体积上 就为电池节省了巨大的空间。可是它们在充电时总是会崩溃。幸运的是 研究人员把黄金纳米线封装在氧化锰外壳中，并将其置入电解液就避免这种情况，之后，在20万次充放电循环的实验中，并没有发现电池崩溃的情况，这就意味着这项电池技术取得了突破性进展！未来的电池会长生不老，用不坏！黄金纳米线电池很有可能是电动汽车，航天器和手机的理想供能源！
石墨烯汽车电池
石墨烯电池是未来的大趋势。一种名为Grabat的公司研发一种新石墨烯电池，它可以为电动车提供高达500英里的行驶路程。
研发人员说：该电池可以在短短几分钟充满电，充放电速度比锂离子快了33倍。放电速度对于汽车的启动 至关重要，如果放电速度太慢，则电池不足以在短时间能释放大量的能量提供给发动机，这样就会影响汽车的启动时长！ 2.3v下，Grabat的比能量很大，大约为1000 Wh / kg，而锂离子为180 Wh / kg。
皮肤摩擦电池
研究人员发明了一种可以利用人体皮肤的摩擦为电子设备充电的装置。只要用手轻拍皮肤，就可以给12 个LED小灯泡充电。意味着未来的可穿戴设备或智能衣服就不需要内置电池了。
它的工作原理是这样的：电极可以收集电流，使用50nm的金膜。金膜位于由数千个微小柱子组成的硅橡胶层下面，这有助于增大有效皮肤摩擦的表面积，从而产生更多的摩擦。由于庞大的皮肤是摩擦电层，这意味着该装置体积可以很小。
纳米电池
纳米电池比人的头发还要小八万倍，其最大存储电能比目前的锂电池还要高3倍，关键还可以在12分钟内充满电 ，并且可以充放电数千次。纳米电池的关键在于微小的“纳米孔”，其作用就相当于许多小电池，这些众多的小电池组成了一个像蜂窝大电池。
一、氢燃料电池产业链 在氢燃料电池产业链中，上游是氢气的制取、运输和储藏，在加氢站对氢燃料电池系统进行氢气的加注；中游是电堆等关键零部件的生产，将电堆和配件两大部分进行集成，形成氢燃料电池系统；在下游应用层面，主要有交通运输、便携式电源和固定式电源三个方向。
二、动力电池优劣势比较
目前在交通运输用动力源方面，主要有四种技术路线：锂离子电池、氢燃料电池、超级电容和铝空气电池。其中锂离子电池、超级电容和氢燃料电池得到广泛的应用，而铝空气电池尚处于实验室研究阶段。能源补给方面，锂离子电池、超级电容适用于纯电动汽车，但是需要外部充电，而氢燃料电池汽车则需要外部氢气加注，铝空气电池则需要补充铝板和电解液。
四种技术路线优劣势比较
1氢燃料电池特性
（1）良好的环境相容性
氢燃料电池提供的是高效洁净能源，其排放的水不仅量少，而且非常干净，因而不存在水污染问题。同时由于燃料电池不像发动机那样需要将热能转换为机械能，而是直接把化学能转化为电能和热能，能量转换效率高，噪音小。
（2）良好的操作性能
氢燃料电池发电，不需要复杂庞大的配置设备，电池堆可以模块化组装。例如，一个4.5MW的发电装置可以有460个电池组件组成，其发电厂占地面积比火力发电厂小得多。氢燃料电池适合作为分散发电装置。另外与火力、水力和核能发电相比，氢燃料电池电厂的建设周期短，扩建容易，可以完全根据实际需要分期建设。同时氢燃料电池的运行质量高，应对负载的快速变动（如高峰负载）特性优良，在数秒内就可以从低功率变换到额定功率。
（3）高效的输出性能
氢燃料电池工作时将燃料储存的能量转化为电和热，转换电能的效率在40%以上，而汽轮机只有1/3可以转化为电。
（4）灵活的结构特性
氢燃料电池组装非常灵活，功率大小容易调配，与传统发动机相比，由于氢燃料电池良好的模块性可以在不增加基础设施投资的基础上，通过增减单电池的片数即可轻松实现输出功率和电压的调整，所以建设起来也很容易，而且比较容易实现对电网的调控。燃料电池的这一特点提高了系统稳定性。
（5）氢的来源广泛
氢作为二次能源，可通过多种方式获得，如煤制氢、天然气重整制氢、电解水制氢等等。在化石能源被耗尽时，氢将成为世界上的主要燃料及能量。而采用太阳能电解水制氢，过程中没有碳排放，可以认为氢是终极能源。
（6）存在的瓶颈
从现阶段发展来看，氢燃料电池的普及遇到一定的瓶颈，如电池本身成本较高，基础设施尚未普及等。
