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十年原地踏步,锂电池技术是被锁死了吗?

能源观察(稿源) 2022-7-24 14:08 No.1871

十年原地踏步,锂电池技术是被锁死了吗?看看人家摄像头,从 100 万到 1200 万再到 1 亿像素,芯片从 7nm 到 5nm 到 3nm,甚至马上就要超出 1nm 的极限了。反观电池技术,却一直在停滞不前。

都 2022 年了,手机还是要每天一充,电脑的续航撑死六小时,这还得让锂电池的结构背锅。

锂电池是由正极、负极和电解液组成。充电时,正极材料失去电子,同时锂电池从正极材料内溜出来,吸附在负极材料上。而放电时,电子和锂离子从负极材料离开,原封不动地回到正极材料上。


十年原地踏步,锂电池技术是被锁死了吗?

可能有人会说,既然充放电是在靠锂离子的运动,那岂不是锂离子越多,放电量就越多,多放点锂离子不就行了?

当然不行了,而且这样会很危险!因为每次充放电时,锂离子的数量都要控制在一定范围内。如果数量多了,会在正负极无序堆积,形成锂枝晶,刺破隔膜,会造成电池短路甚至起火。

当年的三星 Note7 就是前车之鉴,这也是锂电池的能量密度很难提升的主要原因。既然锂电池难以堆积,那为什么不换一种材料呢?


十年原地踏步,锂电池技术是被锁死了吗?

在已知的 118 种化学元素中,凭什么锂成为了最常用的电池原料呢?这主要是因为它的对手太不稳定了!

像核电池的发电原理是放射性同位素在蜕变过程中,会不断以具有热能的射线形式向外放出,比一般物质大得多的能量,热能通过化能器转化成为电能,比如心脏起搏器用的就是核电池。

但核电池的安全性还没有达到民用的水平,所以并不能大规模使用。


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然后就是钠电池,在营销号口中快成了未来的电池。但其实钠离子电池的能量密度远不及锂电池。

还有就是石墨烯电池,当年江湖传闻的华为 Mate8 将采用石墨烯电池,可如今都到了 Mate40 了用的还是锂电池。

目前市面上宣称的石墨烯电池,大都是“挂羊头卖狗肉”,只是在材料中加入一点石墨烯,提高锂电池的性能,但本质上还是锂电池。


十年原地踏步,锂电池技术是被锁死了吗?

锂离子电池能量密度进入瓶颈,短时间内又没有能代替锂电池的电池原料,难道手机的续航焦虑就没办法解决了吗?

当然不是!业界目前有 3 个解决方案。其一是把电池做大点儿,某国外品牌就曾推出过 18000mAh 的手机,但厚得像块板砖,还要牺牲更好的屏幕、SOC 和摄像头模组。

其二就是隔空充电技术,不需要连接充电器、无线充电板,手机时时刻刻都在充电,自然就没有了续航焦虑了。但目前对我们来说过于科幻,离我们还有些遥远。


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最后就是超级快充了,个人感觉这是现阶段最实用的。比如最近 iQOO 首发的 200W 超级闪充,让充电进入了 10 分钟时代。

你们最喜欢哪一种方案呢?可以在评论区聊聊你的看法。


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