-
1 # 藥藥切克鬧
-
2 # 老張說電影
必然會做到,這是時代進步的趨勢。
如果說智慧手機行業還有什麼風口,那一定是在電池領域。
你看,現在的智慧手機已經逐漸替代電腦,甚至在很多方面效能超越電腦(比如拍照),可是,電池卻一直是拖整個行業後腿的短板。
現在的情形是:不論國家還是企業,都已經注意到了這點,企業已經在研究超薄,超強功率的鋰電池,而國家政策也鼓勵環保、節能電池產業地發展。
我相信:接下來一定有一個偉大的企業解決智慧手機電池不夠用的問題,整個“三個月超長使用”電池,這就像當年大幅度縮小個人電腦體積的企業(沒記錯的話是微軟),他不僅改變了時代,也結束了一個落後的時代。
(微軟的首臺電腦)
順便提一點:智慧手機已經發展到今天,卻還同時發展出來一個充電寶行業,其醜陋與累贅實在不可思議。
-
3 # 儂行蓋碗茶
從1991年索尼公司將含有液態電解質的鋰離子電池帶入電子裝置的應用至今,液態鋰電池已經成為目前最為成熟、使用最廣泛的技術路線之一,但在詹姆斯·戴森看來,“如今的電池技術已經遇到一定的瓶頸”。
比如還沒上市的AppleWatch就被吐槽。12.8萬元的“土豪”價背後,被大眾認為最應提升的電池續航並沒有大幅突破,僅有18個小時。“這價格這續航,只能說買的就是情懷……”網友如是表示,“用買輛車的價格去買塊表,醉了,而且每天都要充電哦。”
其實,不僅是可穿戴裝置,包括智慧家居,以及此前風靡一時的新能源車新秀特斯拉(Tesla),都正因電池續航的瓶頸而遭受質疑。近兩三年來,從矽谷走出來的車壇新秀Tesla可謂出盡風頭。時尚大氣的外形設計、科技感十足的內飾,而其不燒油、零排放的優勢更被認作為未來汽車行業的出路之一。但短短一年多時間,特斯拉已經從人人膜拜的神壇上走了下來。雖說其外形夠拉風,環保概念也夠時尚,但即便續航里程達到了無車能及的500KM,電池電量一旦耗盡,也還真是寸步難行。可是,Tesla創始人及CEO馬斯克也很無辜,電池續航里程不足是業界都無法解決的首要難題,再說在所有的新能源車中,特斯拉在續航里程上已經是冠軍了。
或許,如今阻礙電子產業發展的最重要的問題之一,不是產品本身技術,而是電池續航里程的提升。那麼,為什麼不能讓液態鋰電池的續航里程更長?
國內某新能源生產企業的技術人員告訴《第一財經日報》記者,電池續航里程的長短在很大程度上取決於電池儲能能力即單位體積的能量密度。要提高電池的單位能量密度,一是提高工作電壓,二是提高電極材料的能量密度。當工作電壓只能在固定區域內,要提升電池能量密度,只能依靠對電極材料的能量密度提升。也就是說,鋰電池的發展遵循“一代材料,一代電池”的規律。現有鋰電池正極材料一般有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料等,而負極材料一般為石墨、硬/軟碳、鈦酸鋰以及合金負極材料,這些材料的可挖掘空間已經並不大。
也就是說,要大幅提升鋰電池的續航里程,除非在電極材料上能找到新的替代品。
固態電池的創新可能
不過,既然液態鋰電池的能量密度暫未能獲得大幅提升,那麼,有別的更具優勢的電池技術可以替代它嗎?
據彭博社報道稱,大眾汽車CEO馬丁·文德恩(MartinWinterkorn)日前就在斯圖加特舉行的一個新聞釋出會上表示,大眾汽車計劃在今年上半年作出決定,是否將美國初創企業QuantumScape正在開發的新電池技術用於大眾的電動汽車上。
如果採用上述固態電池技術,大眾電動汽車的續航里程將達到700公里,超過特斯拉ModelS以及現有的所有新能源汽車。或許正因如此,早在2014年12月,大眾汽車公司收購了上述QuantumScape公司約5%的股權。
其實,不只是大眾。早在2010年,豐田就曾推出過續航里程可超過1000KM的固態電池。而包括QuantumScape以及Sakti3所做的努力也都是在試圖用固態電池來取代傳統的液態鋰電池。
傳統的液態鋰電池又被科學家們形象地稱為“搖椅式電池”,搖椅的兩端為電池的正負兩極,中間為電解質(液態)。而鋰離子就像優秀的運動員,在搖椅的兩端來回奔跑,在鋰離子從正極到負極再到正極的運動過程中,電池的充放電過程便完成了。固態電池的原理與之相同,只不過其電解質為固態,具有的密度以及結構可以讓更多帶電離子聚集在一端,傳導更大的電流,進而提升電池容量。因此,同樣的電量,固態電池體積將變得更小。不僅如此,固態電池中由於沒有電解液,封存將會變得更加容易,在汽車等大型裝置上使用時,也不需要再額外增加冷卻管、電子控制元件等,不僅節約了成本,還能有效減輕重量。
據其官方稱,Sakti3已製造出能量密度達1100瓦時/升的電池,這一能量密度幾乎是目前鋰離子電池的2倍。美國佛羅里達大學的電池專家、材料科學教授凱文·瓊斯(KevinJones)認為:如果電池蓄電量能像Sakti3提出的那樣多,那麼電動汽車的購買和使用成本就有可能與普通汽車相同。
而且固態電池還有另一項優勢——在事故中損壞時不易爆炸或起火。要知道的是,在此之前,在新能源汽車領域與特斯拉同樣享有盛名的菲斯科,後來之所以會破產並慢慢銷聲匿跡,在很大程度上就是因為其頻繁出現的電池起火事件以及其他故障。
此前,臺灣輝能科技公司(ProLogium)就曾推出一款採用軟性電路板為基材的固態電池,其厚度可以達到驚人的2mm,相當於一小片口香糖的厚度,可以隨意摺疊彎曲,展開弄平整再進行使用。這麼一塊看似不起眼的電池,其容量可以達到1000毫安,而一個iPhone般大小的充電寶,其容量也就在5000毫安左右。
如果固態電池能夠得到商業化應用,大眾可以造出在續航上超越特斯拉的電動車,可穿戴電子裝置也能夠擺脫電池技術的束縛,其外觀和形狀都可以起到驚人的變化。
商業化路途漫漫
加拿大Avestor公司也曾嘗試過研發固態鋰電池,最終2006年正式申請破產。Avestor公司使用一種高分子聚合物分離器,代替電池中的液體電解質,但一直沒有解決安全問題,在北美地區發生過幾起電池燃燒或者爆炸事件。
Sakti3公司的聯合創始人兼CEOAnnMarieSastry對外表示,Sakti3公司的固態電池採用薄膜沉積技術進行生產,這一技術也常用於平板顯示器和光伏太陽能電池的生產,“將電池劈成兩半或者把電池放在高溫環境裡,但電池仍能繼續工作”,在她看來,Sakti3生產的固態電池在安全上已經完全可以放心。
“開發新技術不會是一個無阻礙的路徑。我需要一個水晶球才能預測在開發過程中遇到的所有挑戰。英華人有句話叫stickyourneckontheline ,就是硬著頭皮去嘗試一些新的和不同的東西。如果成功就太好了,但如果失敗,你已經在過程中學習,可以再繼續直到成功。”詹姆斯·戴森如此對《第一財經日報》記者評說他在這次投資中可能會遇到的風險。
此前,豐田曾經表示,希望到2020年,能在新能源車上應用固態電池技術。但豐田並沒有將這一技術作為未來新能源的唯一出路,就在此前不久,它對外發布了首款量產的氫燃料電池汽車。
“固態電池可能是未來電池技術的發展方向之一,但也許不是最好的。”上述新能源生產企業的技術人員告訴記者,“包括燃料電池、超級電容器、鋁空氣電池、鎂電池在理念上都有較大的發展空間,而最終,要看哪種路線發展更快、更接地氣。”所謂接地氣,就是在商業化的規模和成本方面都能達到完美的平衡點。首先,使用的材料必須不能是高成本且稀有的。其次,要在各個行業和領域都有實現大規模應用的可能。
或許,現在最具考驗的地方在於價格。據記者瞭解,液態鋰電池的成本大約在200~300美元/千瓦時,如果使用現有技術製造足以為智慧手機供電的固態電池,其成本會達到1.5萬美元,而足以為汽車供電的固態電池成本更是達到令人咋舌的9000萬美元。
Sastry表示,固態電池生產成本居高不下的一個重要原因在於生產效率低下。按照Sastry的規劃,Sakti3最終將會把電池的成本降低至100美元/千瓦時,不過,她並沒有給出最終的時間。
從理論的提出時間來看,固態電池並不是一個新的概念,但多年來,研發上的進展並沒有想象那麼快速。南韓三星的一位技術人員認為,即便Sakti3最終能做到成本上的降低,電池從實驗室到最終的量產也需要不短的時間。正如液態鋰電池,在上世紀70年代,相關的理念和實驗認證就在齊頭並進地推進,但真正大規模的使用,已經是20世紀末了。
回覆列表
能做到,只是現在的技術來說大範圍應用成本還是太高,不太可能做成現在充電寶這樣廉價。
1、超薄鋰電池研究
我記得有這麼一條新聞:2015.03真空吸塵器的發明者、英國戴森公司(Dyson)創始人詹姆斯·戴森向固態電池公司Sakti3投資了1500萬美元,Sakti3目前研發出的固態電池將擁有1100WH/L的能量密度。
也就是說Sakti3目前研發出的固態電池,可以做到將現行的一萬毫安的充電寶做成口香糖大小。
只是這一產品還在研發階段,主要還是希望將來應用於電力汽車、移動智慧裝置。
不過如果隨著技術發展,說不定手機也會變得更薄,說不定還需要。
2、石墨烯電池(這個還做不到,只是實驗室的研究階段)
石墨烯是一個很火的新材料,有很多用途,不過現在大多數還處於理論階段,實現還差遠了,如果哪天真的研製出石墨烯電池可以做到商業量產了,那對於現代社會電能儲存的一次顛覆。