新型锂电池和新材料未来的发展方向

新式电池的概念

新式电池是自第二次世界大战以来，为了习惯工业以及宇宙飞行等新技术的发展需要，先后研制成的多种电池。其包含锌银电池、锂电池、太阳电池等。其长处包含自重小、体积小、容量大、温度习惯范围宽、运用安全、储存期长、保护便利等。

1.锌银电池

锌银电池通称为银锌电池，采用氢氧化钾或氢氧化钠为电解液，由银作正极资料，锌作负极资料。锌银电池首要长处是比能量高。

2.锂电池

锂电池的首要长处是在较小的体积或自重下，能放出较大的电能（比能量比锌银电池大得多），放电时电压十分平稳，储存寿命长，能在很广大温度范围内有用作业。

3.太阳电池

常用的太阳电池是由硅制成的，除此之外也能够使用砷化镓。

4.核电池

通过半导体换能器将同位素在衰变过程中不断地放出具有热能的射线的热能转变为电能而制造而成。

新式电池发展方向的4S法则

澳大利亚伍伦贡大学超导与电子资料研究所，提出了新式电池发展方向的4S法则，即stable（安稳）、safe（安全）、smart（智能化）、sustainable（可继续）。相比于传统电池，新式电池的循环安稳性是一个巨大的挑战；功用化隔阂在解决这一问题中发挥了非常重要的效果。该作业打破了五大高效新式电池（锂硫电池、室温钠硫电池、锂有机电池、有机液流电池和锂空气电池）之间的界限，介绍了选择性隔阂的重要效果、相应隔阂资料的功用性质和效果机理。

新式电池的发展方向

1、充电时刻大幅缩短

技术发展使得电池容量不断扩大，但随之而来的是充电时刻的延长，对充电速度也有了更高的要求。目前的主流电动车的慢充时刻在5到10小时之间，快速充电能在1到2小时内充满，但长期运用会影响电池寿命。而世界上最快的特斯拉超级电站，仅需40分钟就能充电80%，但这和纳米锂电池一比就不算什么了。

新加坡南洋理工大学发明了一种基于纳米管的新式电池，能在2分钟内充电70%，其运用寿命长达20年。传统的锂电池无法快速充电，首要出于石墨电极的安全考虑，在作业时电极表面会形成电解质膜，减慢锂离子的运输速度。但南洋理工大学采用二氧化钛纳米管凝胶来替代石墨，能让化学反应加速，进而缩短充电时刻。

2、蓄电量倍数提高

锂空气电池的最大长处是能量密度高，目前的锂离子电池能量密度只有200Wh/kg左右，而现有的锂空气电池现已到达500Wh/kg，理论上的极限是12kWh/kg，还有极大的提高空间。IBM公司很看好这项技术，发起了“电池500”的项目，也便是将续航路程提高到500英里（即800公里）。

3、更轻便，更安全

传统锂电池采用液态电解质，而固态电池原理相同，仅仅将电解质换成固态——通常是金属混合物。这样设计的好处是让更多带电离子聚集在一起，传导更多的电流，同时有用削减电池体积和分量，安全性更出色。由于液态电解质在高温下会发生副反应，容易发生爆破，而固态电池就不会有这问题。

4、生产本钱更低

在此领域最领先的莫过于蒋业明教授创始的24M公司，半固态锂液流电池能够说是对液流电池的改善，它的电极由锂化合物粒子和电解液混合而成，电极厚度比传统锂电池增加5倍，既提高了能量密度，又削减80%的“非活性”资料，从而降低了资料本钱。

未来10大最具潜力的锂电池新资料

1、硅碳复合负极资料

2、钛酸锂

3、石墨烯

4、碳纳米管

5、富锂锰基正极资料

6、动力型镍钴锰酸锂资料

7、涂覆隔阂

8、陶瓷氧化铝

9、高电压电解液

10、水性粘结剂

新式电池发展方向_未来10大最具潜力的锂电池新资料