手機、平板電腦、各種可穿戴設備的發展如火如荼，然而，電池卻成了制約所有這些移動電子設備發展的瓶頸之一。大多數剛開始用智能手機的(de)用戶都會對(dui)電池的(de)續航能力感到失望——以往可以使用4-7天的(de)手機電力，現在需要(yao)每(mei)天充電。

鋰離子電池是目前二次充電電池中*為主流，且被投資者和從業者都看好的方向，但從長遠發展來看，其能量密度要達到成倍的改進，其可能性并不大。從智能手機來看，人們上網的時間越來越長，網速越來越快，支撐芯片也必須越來越快；同時屏幕也越來越大，盡管有各種節能改進，但能量的消耗確卻是在不斷增加的。據中國科學院電池領域的國際專家張躍剛博士稱，現在要在智能手機上實現一塊充電電池使用(yong)一(yi)周，目前(qian)突破的可能(neng)性(xing)不大(da)。

能(neng)(neng)量(liang)(liang)密(mi)度是檢(jian)驗電(dian)池(chi)品質的(de)核(he)心(xin)指標之一，改善的(de)目(mu)標是在(zai)重量(liang)(liang)越(yue)輕、體(ti)積越(yue)小(xiao)的(de)電(dian)池(chi)包中(zhong)存(cun)儲(chu)越(yue)來越(yue)多的(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)。以我們(men)熟(shu)悉(xi)的(de)廠商(shang)比亞迪的(de)鋰電(dian)池(chi)為(wei)例，其(qi)目(mu)前(qian)(qian)按照重量(liang)(liang)和體(ti)積分別可(ke)達到的(de)實際比能(neng)(neng)量(liang)(liang)為(wei)100-125瓦時(shi)/公(gong)斤(jin)和240-300瓦時(shi)/升，特斯拉電(dian)動汽車Model S所使用(yong)的(de)松下筆記本電(dian)池(chi)的(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)密(mi)度為(wei)170瓦時(shi)/公(gong)斤(jin)。在(zai)我們(men)此(ci)前(qian)(qian)的(de)報道中(zhong)，美國(guo)創新蓄電(dian)公(gong)司(si)（Enevate Corporation）通過對鋰離子電(dian)池(chi)負極(ji)材料的(de)改進，可(ke)以將電(dian)池(chi)能(neng)(neng)量(liang)(liang)密(mi)度提升30%以上。

想(xiang)要成(cheng)倍(bei)提升電池能量密度，必須依靠下一代電池技術(shu)。張躍剛博士(shi)向我(wo)們推薦了以下三(san)大熱門電池技術(shu)，它(ta)們大多數還處于實驗(yan)室研發階段。雖然(ran)距離商業化投(tou)產還有(you)相(xiang)當長一段路(lu)，但我(wo)們相(xiang)信移(yi)動電子設備的(de)飛速發展會令電池領域的(de)投(tou)資增(zeng)加，從而在一定(ding)程度上加速技術(shu)和商業方面的(de)突破。

鋰硫電池

鋰硫(liu)電池是(shi)鋰電池的一(yi)種，它是(shi)以硫(liu)元素作為電池正極,金(jin)屬鋰作為負極的一(yi)種鋰電池，其理論能量密度是(shi)鋰離子電池的5倍(bei)左右，目前尚處(chu)于初期研(yan)發(fa)階段。

鋰硫電(dian)池是目前(qian)鋰電(dian)池之外(wai)被廣泛看好的(de)(de)新一代鋰電(dian)池，目前(qian)投入該領域研(yan)究的(de)(de)實(shi)驗室和各種早(zao)期資(zi)金，在商(shang)業(ye)化方面的(de)(de)前(qian)景被一致看好。

然而，鋰(li)硫電池面對的技術挑(tiao)(tiao)戰(zhan)也很大，特別是(shi)電池負極材料使用化學性質(zhi)及不穩定(ding)的金屬鋰(li)，這對于電池的安全是(shi)極大的考驗。此外，在穩定(ding)性、配方(fang)、工藝等諸多(duo)方(fang)面仍然面臨很多(duo)未知的挑(tiao)(tiao)戰(zhan)。

目前在英國(guo)(guo)、美(mei)國(guo)(guo)都(dou)有不止一家機(ji)構投入鋰硫電池的(de)研(yan)究，有些公司此前宣稱今年將推出產品。張躍(yue)剛博(bo)士在伯克利大學實(shi)驗室也在研(yan)究鋰硫電池，從實(shi)驗室結(jie)果(guo)來看，其(qi)成(cheng)果(guo)令人滿意(yi)，電池在較為(wei)苛刻的(de)測試(shi)環境下，循環次數達到了3,000次以上。

鋰空氣電池

鋰空氣(qi)(qi)電(dian)池是一種用鋰作陽極(ji)，以空氣(qi)(qi)中的氧氣(qi)(qi)作為陰極(ji)反(fan)應(ying)物(wu)的電(dian)池。由于陽極(ji)金屬鋰的質量(liang)很輕，而與之反(fan)應(ying)的陰極(ji)反(fan)應(ying)物(wu)氧氣(qi)(qi)就(jiu)存在(zai)與自然環境中，無須保存在(zai)電(dian)池里，所(suo)以其理論能量(liang)密(mi)度是鋰離子電(dian)池的近10倍。

鋰(li)空氣電(dian)池在技術方面(mian)的(de)挑(tiao)戰(zhan)更多，除了(le)金屬鋰(li)的(de)安全保存問(wen)題(ti)外(wai)，氧化反應后形成的(de)氧化鋰(li)性質過(guo)于穩定(ding)，必(bi)須借助催化劑才能完(wan)成還原反應。此外(wai)，電(dian)池的(de)循環次數問(wen)題(ti)始(shi)終沒有解決。

相(xiang)比于(yu)(yu)鋰硫電池，鋰空氣電池處于(yu)(yu)更為早期的研(yan)究(jiu)中，目前(qian)還沒(mei)有公司投資進行商(shang)業(ye)研(yan)究(jiu)開發。

鎂電池

鎂(mei)(mei)電(dian)池是以以鎂(mei)(mei)為(wei)負極，某(mou)些金(jin)屬或非(fei)金(jin)屬氧化物(wu)為(wei)正極的原電(dian)池。相(xiang)比于鋰(li)電(dian)池，鎂(mei)(mei)電(dian)池具(ju)(ju)有更(geng)(geng)好的穩定性，壽命更(geng)(geng)長(chang)。由于“鎂(mei)(mei)”是二價元素，所以雖然其質(zhi)量(liang)(liang)大于金(jin)屬鋰(li)，但能(neng)量(liang)(liang)密度可能(neng)比鋰(li)更(geng)(geng)具(ju)(ju)優勢。

鎂電(dian)池與鋰空氣電(dian)池目前(qian)處(chu)于差不多(duo)的研究(jiu)階(jie)段，日本豐(feng)田汽車和美國麻省理工學院旗下研究(jiu)機構(gou)都在做鎂電(dian)池的研究(jiu)，但其距離(li)商業(ye)化發展(zhan)仍然具有相當長的道路。

                         ;                                                                                                                                                               本文(wen)摘(zhai)自于中國鋰電網