隨著電動汽車和各種電子設備的大量應用，瑞士信貸銀行的報告預計，全球鋰需求量正在以每年12%的速度上漲。世界正在變得越來越智能和移動化，美國從事全球市場調研的盧辛特爾咨詢公司的另一項研究報告指出，2018年電池產(chǎn)業(yè)將成為一個規(guī)模達到860億美元的巨大的全球市場。同時，一些專家認為幾十年內(nèi)鋰礦就會出現(xiàn)匱乏。

是不是注定了我們必須在美觀與續(xù)航能力之間作選擇?一些移動設備專家認為，不出幾年移動設備的電池設計方面就會出現(xiàn)質的飛躍，石墨烯的采用或鋰空氣電池的研發(fā)將讓現(xiàn)在的移動設備的性能提高數(shù)倍。

無數(shù)人在討論電池的問題，一般來說，人們期待的新一代電池技術包含以下的要素：容量提升、體積變小、充電效率更高、充電方式更方便、節(jié)能環(huán)保。而現(xiàn)如今被廣泛使用的鋰電池，若想要提升容量，只能依靠增加體積，這又與智能設備“越來越小”的趨勢形成對立。

5方研究電池技術接近極限

美國伯克利勞倫斯國家實驗所

美國伯克利勞倫斯國家實驗所的化學工程師埃爾頓˙凱恩斯設計的電池僅有一枚硬幣大小，采用的是鋰、硫磺和氧化石墨烯等易獲取的材料，儲存的電量是傳統(tǒng)電池的2到5倍。此外，凱恩斯和他領導的研發(fā)團隊在進行了1500次的充放電試驗后證實，這種電池僅僅喪失了不到一半的儲電能力，這是目前最好的鋰電池才能達到的水平。

美國橡樹嶺國家實驗室

美國橡樹嶺國家實驗室梁誠篤(音)研究員也利用了硫替代傳統(tǒng)電池采用的液態(tài)電解質。液態(tài)電解質會通過溶解多硫化物從而幫助鋰離子在電池中傳導，但使用壽命短。新的設計方法首先合成出一種富含硫的新物質，并將其作為電池的陰極，隨后再將其同由鋰制成的陽極和固態(tài)電解質結合在一起，便制造出這種能量密度較大的全固態(tài)電池。固態(tài)電解質不僅消除了硫溶解的問題，還避免了與鋰金屬接觸，所以安全性更高。新的固態(tài)電解質電池的能量密度是鋰離子電池的4倍。

加州大學河濱分校

加州大學河濱分校的一組科研人員開發(fā)出了一種新架構的硅陽極，應用在鋰電池中可以使充電過程快16倍。新的設計構建于3D結構的錐形碳納米管材料上?？梢允闺姵乇仍瓉磔p40%，卻能攜帶比原來多60%的電量，一次充電時間只需要大約10分鐘。

以色列的StoreDot科技公司

在縮短充電時間問題上，以色列的StoreDot科技公司更勝一籌。在微軟Think Next大會上，這家在特拉維夫大學納米科技研究中心的基礎上新創(chuàng)辦起來的公司的負責人展示了他們新研發(fā)的充電技術。使用這個充電器，一部即將因電量不足關機的三星GALAXY S4手機充滿電的時間只需要30秒。這一充電設備采用的是由肽分子組成的生物半導體材料。研究人員將這些納米級的晶體加入到一種特殊的作為電解質的溶液中。

試驗似乎已經(jīng)證實了這一新技術能夠制造出更強大的電池，并縮小體積。公司創(chuàng)始人多龍˙邁爾斯多夫認為，這一技術進步將推動移動設備行業(yè)真正的革命。如果這一技術能被采用，預計超級充電設備將在2016年進入批量生產(chǎn)。

麻省理工學院初創(chuàng)公司SolidEnergy

近日據(jù)Forbes報道，隸屬于 MIT(麻省理工學院)的一個初創(chuàng)公司SolidEnergy 目前有了個方案，可以讓電池的續(xù)航能力顯著提高。

SolidEnergy 研發(fā)了一種特殊的鋰電池，它將能量密度提升到現(xiàn)有技術的兩倍，也就是說，同等體積的電池，SolidEnergy 的電池有更多的電量。據(jù)悉，一般手機的能量密度在 560-580 Wh/L 左右，而 SolidEnergy 達到了 1337 Wh/L。

SolidEnergy 電池采用了超薄金屬陽極，它的尺寸是現(xiàn)在常規(guī)電池石墨陽極的五分之一以下。此外，該公司還研發(fā)出一種可以讓電荷在室溫下即可運行的電解液。相比較而言，現(xiàn)有的鋰電池使用金屬陽極，需要更高的運行溫度。

超級電池必然會受到硬件廠商的青睞，事實上，包括蘋果在內(nèi)的多家廠商都對 SolidEnergy 感興趣，這項電池技術也將率先在 Project Ara 上運用。到今年下半年，會有多家手機廠商對該技術開展測試。

SolidEnergy 的技術并不意在顛覆，在我們對電池的期待中，它也只完成了“增加電池容量”這一點，至于充電效率、環(huán)保等問題，還有待更先進的技術來實現(xiàn)。