锂电池还有哪些问题需要解决？影响电池性能的因素在哪？
来源：宝鄂实业
2019-06-17 16:32
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如果想让电池再次改变我们的生活，有三个问题需要解决：功率（power）、能量（energy）和安全（safety）。
没有万能锂电池
每一块锂电池都有两极：阴极和阳极。大多锂电池的阳极是用石墨制造的，阴极却有多种不同的材料，具体要看电池用在哪里。从下面这张图中，你可以看到不同的阴极材料对电池性能的影响。
功率的挑战
许多公司正在寻找更好的解决方案。有一种构想是这样的：用结构更坚固的物质替代电极层。例如，瑞士电池公司Leclanché正在开发一种技术，它用磷酸铁锂（LFP）作为阴极，拥有橄榄石型结构，用锂钛氧化物（lithiumtitanateoxide，LTO）作为阳极，它拥有尖晶石型结构。用这样的材料制作电池，锂离子流动效率更高。
目前Leclanché已经将自己的电池装进无人驾驶叉车，9分钟就能充满100%的电量。对比特斯拉超级充电器，它给特斯拉汽车充满50%的电量大约要10分钟。在英国，Leclanché正在部署，想将自己的电池装到快速充电电动汽车上。电池装在充电站，缓慢从电网吸收电量，直到完全充满。当汽车入站，电池会给汽车电池快速充电。当汽车离开，充电站的电池又开始充电。
Leclanché’s的研究向我们证明，人类完全有可能找到更好的电池化学物质，增强电池功率。不过到目前为止，人类还没有找到能量释放足够快、可以满足商务飞机需要的电池。一些创业公司正在开发小型飞机，最多可以坐12人，它们可以安装能量密度更低的电池，或者是电力混动飞机，当飞机起飞时用燃油，巡航时用电池。
可惜，虽然研究的公司很多，但没有一门技术接近商用。卡耐基梅隆大学电池专家VenkatViswanathan说，纯电动商务飞机需要的电池可能还要几十年才能研究出来。
Model3是特斯拉最便宜的汽车，起步价35000美元。汽车装备50千瓦时电池，成本大约8750美元，占了汽车总价的25%。
相比前几年，这样的成本已经降了很多。根据彭博新能源财经的报告，2018年锂离子电池的平均成本大约是每千瓦时175美元，2010年约为1200美元。
为了充入更多的能量，对分子进行修补，可能会影响安全。自发明以来，锂离子电池总是因为起火引起麻烦。1990年代，加拿大MoliEnergy开始将锂铁电池用于手机，正式商用，不过到了现实世界，电池存在起火隐患，Moli被迫召回产品，最终公司申请破产。公司一些资产被中国台湾企业收购，Moli自己现在仍然打着E-OneMoliEnergy的品牌名义销售锂电池。
最近，三星GalaxyNote7也因为电池起火被召回，手机装备的是锂离子电池。2016年召回时，三星损失53亿美元。
锂离子电池仍然有起火隐患，因为它们大多都用易燃液体作为电解质。真是不幸，液体能够轻松运输离子，但它们却容易起火。有一种办法就是使用固态电解质。不过固态电解质也有其它缺点。固体更坚硬，你不妨想象一样，将骰子扔进水里和沙里，在水中它接触的表面会比沙子多很多。
电池是一项大业务，市场规模还在增长。钱在那里，企业家也就涌向那里，带来各种创意。不过电池创业公司处境艰难，因为失败率比软件企业高。为什么？想在材料科学领域取得突破是一件很难的事。
电池化学家发现，当他们尝试提高一极时（比如能量密度），另一极就会削弱（比如安全）。因为要保持平衡，想在各个方面取得进步就会很难，速度很慢，还会带来多种问题。
不过瞄准电池的专家也越来越多，这是一个好消息。MIT专家Yet-MingChiang说，与10年前相比，美国研究电池的科学家多了2倍，成功的机率上升了。电池的潜力相当巨大，考虑到挑战很大，难度很高，当我们听到某人说新电池有多好时，最好还是带着怀疑的眼光审视一下。
没有万能锂电池
每一块锂电池都有两极：阴极和阳极。大多锂电池的阳极是用石墨制造的，阴极却有多种不同的材料，具体要看电池用在哪里。从下面这张图中，你可以看到不同的阴极材料对电池性能的影响。
功率的挑战
许多公司正在寻找更好的解决方案。有一种构想是这样的：用结构更坚固的物质替代电极层。例如，瑞士电池公司Leclanché正在开发一种技术，它用磷酸铁锂（LFP）作为阴极，拥有橄榄石型结构，用锂钛氧化物（lithiumtitanateoxide，LTO）作为阳极，它拥有尖晶石型结构。用这样的材料制作电池，锂离子流动效率更高。
目前Leclanché已经将自己的电池装进无人驾驶叉车，9分钟就能充满100%的电量。对比特斯拉超级充电器，它给特斯拉汽车充满50%的电量大约要10分钟。在英国，Leclanché正在部署，想将自己的电池装到快速充电电动汽车上。电池装在充电站，缓慢从电网吸收电量，直到完全充满。当汽车入站，电池会给汽车电池快速充电。当汽车离开，充电站的电池又开始充电。
Leclanché’s的研究向我们证明，人类完全有可能找到更好的电池化学物质，增强电池功率。不过到目前为止，人类还没有找到能量释放足够快、可以满足商务飞机需要的电池。一些创业公司正在开发小型飞机，最多可以坐12人，它们可以安装能量密度更低的电池，或者是电力混动飞机，当飞机起飞时用燃油，巡航时用电池。
可惜，虽然研究的公司很多，但没有一门技术接近商用。卡耐基梅隆大学电池专家VenkatViswanathan说，纯电动商务飞机需要的电池可能还要几十年才能研究出来。
Model3是特斯拉最便宜的汽车，起步价35000美元。汽车装备50千瓦时电池，成本大约8750美元，占了汽车总价的25%。
相比前几年，这样的成本已经降了很多。根据彭博新能源财经的报告，2018年锂离子电池的平均成本大约是每千瓦时175美元，2010年约为1200美元。
为了充入更多的能量，对分子进行修补，可能会影响安全。自发明以来，锂离子电池总是因为起火引起麻烦。1990年代，加拿大MoliEnergy开始将锂铁电池用于手机，正式商用，不过到了现实世界，电池存在起火隐患，Moli被迫召回产品，最终公司申请破产。公司一些资产被中国台湾企业收购，Moli自己现在仍然打着E-OneMoliEnergy的品牌名义销售锂电池。
最近，三星GalaxyNote7也因为电池起火被召回，手机装备的是锂离子电池。2016年召回时，三星损失53亿美元。
锂离子电池仍然有起火隐患，因为它们大多都用易燃液体作为电解质。真是不幸，液体能够轻松运输离子，但它们却容易起火。有一种办法就是使用固态电解质。不过固态电解质也有其它缺点。固体更坚硬，你不妨想象一样，将骰子扔进水里和沙里，在水中它接触的表面会比沙子多很多。
电池是一项大业务，市场规模还在增长。钱在那里，企业家也就涌向那里，带来各种创意。不过电池创业公司处境艰难，因为失败率比软件企业高。为什么？想在材料科学领域取得突破是一件很难的事。
电池化学家发现，当他们尝试提高一极时（比如能量密度），另一极就会削弱（比如安全）。因为要保持平衡，想在各个方面取得进步就会很难，速度很慢，还会带来多种问题。
不过瞄准电池的专家也越来越多，这是一个好消息。MIT专家Yet-MingChiang说，与10年前相比，美国研究电池的科学家多了2倍，成功的机率上升了。电池的潜力相当巨大，考虑到挑战很大，难度很高，当我们听到某人说新电池有多好时，最好还是带着怀疑的眼光审视一下。
