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材料匮乏制约电池技术革命

锂电中国浏览量:4898时间:2014-12-15 10:10:04

现在研究电池问题的科学家数量明显增多,然而,可以试验和研究的新材料却已经匮乏。电池是科技的命脉。根据欧洲知名研究机构法国Avicenne Energy的估计, 1990年随着锂离子电池涌入市场,全世界对电池的需求高达200000万兆瓦时。这相当于444亿个劲量极限AA锂电池,足以环绕地球57周。20年后也就是2013年,这一需求再次翻倍。

市场研究公司Lux Research预测,到2020年,用于驱动电子设备的电池花费将高达266亿美元,约比2014年增长30%。大多数需求来自智能手机和平板电脑,预计两者在未来6年将增加45%。用于交通例如汽车的电池花费将翻倍达209亿美元。

考虑到如此巨额的消费,研究人员正在努力改善电池寿命。即便如此,可以物质化的突破性进展寥寥无几。此外,几乎所有的主要研究首先都关注汽车和电网方面的应用。例如科技巨头IBM在加州圣何塞的阿尔马登研究中心拥有一个专门研发电池技术的科学家小组。2009年,IBM投资了50万美元开发Battery 500项目,旨在打造一块可以支持汽车跑500英里的电池,这意味着一次充电,汽车就可以从旧金山行驶到洛杉矶,中途还能绕到沙滩上休息一会儿。

这一项目的关键是所谓的锂空气电池,这种电池以锂离子为主,IBM和他的合作伙伴相信他们能够创造一种充满空气的容器,后者能够与锂发生相互作用从而产生电流。如果他们是正确的,那么这种空气电池的重量可能减轻一半。但其中存在一个问题:为了实现能量的可持续和再充电过程,必须获得纯净的空气,但我们现在呼吸的空气充满了污染物和水。这意味着将增加电池的大小、重量和复杂性。

其他的科学家,包括来自美国麻省理工学院和得克萨斯州大学的研究人员,都在考虑使用其他材料,例如硅、硫和钠。然而很多相关的研究和开发都是针对汽车的。业内人士预测,将这种技术应用于消费性电子产品可能还需要多等几年。

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