1799年,意呆利物理學家伏特把一塊鋅板和一塊錫板浸在鹽水裡,發現連接兩塊金屬的導線中有電流通過。筆硯閣 biyange.com 更多好看小說於是,他就把許多鋅片與銀片之間墊上浸透鹽水的絨布或紙片,平疊起來。用手觸摸兩端時,會感到強烈的電流刺激。伏特用這種方法成功地製成了世界上第一個電池──「伏特電堆」。
故而電池從問世到現在,足有兩百多年的歷史。
但兩百多年過去,電池的能量密度,始終沒有明顯的提升。
最早廣受使用的電池為碳鋅電池,它的能量密度約為30-100Wh/kg,特點是只能一次性使用,但價格低廉。
隨後發明出來的鉛酸蓄電池,應用更加廣泛,能量密度約為80-120Wh/kg,但是可反覆充電、放電,價格便宜,迅速成為主流,並且流行了上百年之久,到現在還沒有淘汰。
但鉛酸蓄電池的能量密度實在太低了,於是上世紀六十年代,鋰電池應運而生,能量密度高達150-250Wh/kg,相當於鉛蓄電池的兩倍。
某些高性能的鋰電池,能量密度甚至可達到300Wh/kg,並且理論上具有達到1000Wh/kg能量密度的可能。
但理論只是理論。
實際情況當中,鋰電池的能量密度,很難超過350Wh/kg。
只能算是一種「半高能電池」。
且由於技術複雜、安全性、生產成本高等原因,鋰電池一直到21世紀才大規模推廣,逐漸成為了主流。
而除此之外,電池的發展路徑眾多,未來能量密度更高、壽命跟長、更安全的幾種電池,都有機構在進行研發。
如金屬-空氣類電池。
此類電池的代表為鋅空氣電池。鋅空氣電池的比能量是鉛酸蓄電池的4~6倍,比鋰離子電池比能量都大1倍,以其作為動力的電動汽車最大行程可達400km。
鋅空氣電池製造工藝簡單,成本低廉。大批量成本約為300~500元/kVAh,比鉛酸蓄電池還低。且安全可靠,即使外部遇到明火、短路、穿刺、撞擊等情況,都不會發生燃燒、爆炸。
但即便有如此之多的優點,鋅空氣電池也存在一些致命的弊端,它的使用成本相對高,充電過程複雜;實際使用壽命短,為1~2年,這主要不是因為電池的電化學性能差,而是電池的結構帶來的影響;批量生產加工工藝不夠成熟。這主要是催化膜和防水透氣膜的製造,大多需要半機械操作,存在一些手工因素,導致電極性能有差異。
所有金屬-空氣電池的推廣,還是較為困難。
此外還有全固態電池、納米晶體鋰離子電池、燃料電池……等等至少幾十種的電池。
它們的能量密度,有的宣布達到了500Wh/kg,有的宣布超過800,還有的突破了1000,可謂令人振奮,仿佛看到了高能電池時代到來的希望。
但……然並卵。
實驗室表現,不等於實際表現。
實驗室內的產品,不一定能成為市場產品。
而當前市場中,可購買到的、能量密度最高的,是一種由鎳鈷錳酸鋰組合的三元聚合物材料(Li(NiCoMn)O2)作為正極的三元電池。
這類電池中,國內某廠家結合石墨烯技術,做到了能量密度550Wh/kg的世界最高程度,當時便在全世界引發轟動,被認為新能源時代即將到來。
但這種高興,可能還為時尚早。
因為汽油的能量密度,高達12000Wh/kg,最好的三元電池,能量密度也不過是汽油的4.58%,二十分之一不到。
三元電池技術,還未到取代傳統能源的時候。
只是看到了一絲希望。
而星海科技「高能1號」電池的研製成功,則是直接實現了這個希望。
研究中心內。
故而負責該項目的趙強興奮說道:「陳總,電池技術上,我們實現了一個驚人的跨越式突破!」
「首先我們的『高能1號』,不是傳統的液體或半固態電池,而是全固態電池!」
「全固態電池的安全