在研的电池技术有哪些？分别有哪些优缺点？哪些更有可能成为主流？
来源：宝鄂实业
2019-05-16 22:16
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目前主流是锂电池，已经逐渐取代了过去的镍氢，镍镉二次电池。 当然铅酸电池可能过于低端，可能会一直存在下去。
锂电池目前的问题是有其理论容量上限。目前锂电池能量密度可以达到210 Wh/kg, 但是如果想满足人们对电动汽车的需求，则需要达到500-700 Wh/kg. 这是非常大的挑战。调整电池正负极材料是改变容量的唯一方法。比如松下采用镍类正极，硅类负极组装的电池能量密度可以提高到251.9 Wh/kg. 比目前商用的LiCoO2/graphite体系提高了40 Wh/kg. 以此类比，我们可以组合出能量密度更高的电池组成。这里面以锂硫电池，锂空气电池目前最引人注目。两者理论能量密度可以达到1541 Wh/kg, 3264 Wh/kg （假设在电池中同等重量组分）。 当然这是在研究阶段，两种电池都有实际的操作问题，举例来说，Li-S有多硫溶解的问题，而Li-O2有严重的电解液分解问题。其实还有很多其他问题，所以这些技术只在实验室阶段。不要相信新闻上那些哗众取宠的报道，什么容量提高多少倍，一分钟充电之类的报道，电池行业是传统的化工行业，不是IT行业，没有什么摩尔定律。目前的电池水平和九零年索尼推出第一款二次锂电池的时候没有质的飞跃。 说到比较火的磷酸铁锂，其容量和传统的LiCoO2相差无几，只是他的安全性要好很多，所以人们看到了电动汽车的希望。
最后多说一句，每种电池都有自己的特点，有的安全性好，可以用在电动汽车，电动工具上，有的容量高，可以用在电子设备上，有的循环性好，可以用在储能上。
所以没有主流，要细分消费市场。
锂电池目前的问题是有其理论容量上限。目前锂电池能量密度可以达到210 Wh/kg, 但是如果想满足人们对电动汽车的需求，则需要达到500-700 Wh/kg. 这是非常大的挑战。调整电池正负极材料是改变容量的唯一方法。比如松下采用镍类正极，硅类负极组装的电池能量密度可以提高到251.9 Wh/kg. 比目前商用的LiCoO2/graphite体系提高了40 Wh/kg. 以此类比，我们可以组合出能量密度更高的电池组成。这里面以锂硫电池，锂空气电池目前最引人注目。两者理论能量密度可以达到1541 Wh/kg, 3264 Wh/kg （假设在电池中同等重量组分）。 当然这是在研究阶段，两种电池都有实际的操作问题，举例来说，Li-S有多硫溶解的问题，而Li-O2有严重的电解液分解问题。其实还有很多其他问题，所以这些技术只在实验室阶段。不要相信新闻上那些哗众取宠的报道，什么容量提高多少倍，一分钟充电之类的报道，电池行业是传统的化工行业，不是IT行业，没有什么摩尔定律。目前的电池水平和九零年索尼推出第一款二次锂电池的时候没有质的飞跃。 说到比较火的磷酸铁锂，其容量和传统的LiCoO2相差无几，只是他的安全性要好很多，所以人们看到了电动汽车的希望。
最后多说一句，每种电池都有自己的特点，有的安全性好，可以用在电动汽车，电动工具上，有的容量高，可以用在电子设备上，有的循环性好，可以用在储能上。
所以没有主流，要细分消费市场。
拿磷酸铁锂电池为例，在磷酸铁锂合成时，有水热合成和高温烧结等方法
水热合成涉及到氧的存在，比如在三口烧瓶上部存在氧或是溶液中存在氧，实验室中曾有人实验方案提出，水热合成过程中除氧，当时我提出几个质疑：1.你是除掉三口瓶上方的氧还是溶剂中氧；2.你怎么确定你除掉后氧的浓度，比如你通过煮沸方法除去水中的氧，那么，能完全除尽么，剩余浓度问题怎么办；3.如果你把高纯氮通入溶剂时，你用什么方法保证你通入气体对于整个反应体系是均匀的；4.你怎么证明，你这种方法要比不除去氧的方法更好，你不可能用完全相同的条件去做对比，一个除氧一个不除氧，你怎么测试证明？
高温烧结，比如说掺杂碳的时候，怎样均匀，用哪种碳源比较好，高温多少度，保温多长时间，程序升温的设置上，比如我曾经脑子发热，用600°C高纯氮保护下去烧葡萄糖，全烧成了纸灰一样的东西。或是高温分解的东西会堵住高温烧结炉等。高温烧结炉要求耐高温，一定压力，并且水氧探测器能直接分析炉膛内水氧含量，设备投入相对较高
掺杂其他金属是磷酸铁锂一直在研究的方向，比如通过掺杂镍，来提高电池容量等，2010年上海世博园内的接驳班车，据说都是锂电动力
水热合成涉及到氧的存在，比如在三口烧瓶上部存在氧或是溶液中存在氧，实验室中曾有人实验方案提出，水热合成过程中除氧，当时我提出几个质疑：1.你是除掉三口瓶上方的氧还是溶剂中氧；2.你怎么确定你除掉后氧的浓度，比如你通过煮沸方法除去水中的氧，那么，能完全除尽么，剩余浓度问题怎么办；3.如果你把高纯氮通入溶剂时，你用什么方法保证你通入气体对于整个反应体系是均匀的；4.你怎么证明，你这种方法要比不除去氧的方法更好，你不可能用完全相同的条件去做对比，一个除氧一个不除氧，你怎么测试证明？
高温烧结，比如说掺杂碳的时候，怎样均匀，用哪种碳源比较好，高温多少度，保温多长时间，程序升温的设置上，比如我曾经脑子发热，用600°C高纯氮保护下去烧葡萄糖，全烧成了纸灰一样的东西。或是高温分解的东西会堵住高温烧结炉等。高温烧结炉要求耐高温，一定压力，并且水氧探测器能直接分析炉膛内水氧含量，设备投入相对较高
掺杂其他金属是磷酸铁锂一直在研究的方向，比如通过掺杂镍，来提高电池容量等，2010年上海世博园内的接驳班车，据说都是锂电动力
