鉅大LARGE | 點擊量：1838次 | 2020年07月16日
為什么鋰電池一直得不到新的突破？
隨著5G的普及，手機必須適應(yīng)新一代網(wǎng)絡(luò)的電源需求。當(dāng)5G出現(xiàn)的時候，手機會很快消耗掉所有的電量。據(jù)外媒報道，近日諾基亞的研究人員申請了一項新的電池技術(shù)專利，該技術(shù)可以更好地支持5G服務(wù)，或能讓5G手機的電池續(xù)航/使用壽命延長一倍。不過，報道稱諾基亞的這項研究可能要多年才能實現(xiàn)。為什么電池技術(shù)研究進度如此緩慢？未來手機電池技術(shù)將如何突破？
為何電技術(shù)停滯不前？
準確的說，人類的電池技術(shù)不是停滯不前，而是相對其他技術(shù)發(fā)展緩慢?，F(xiàn)在手機主要采用的是鋰電池。電池的發(fā)展是從在早期，上世紀80年代的鎳鎘電池，大得像塊磚頭，就是運用在“大哥大”上的；
90年代初期2G網(wǎng)絡(luò)成熟，手機電池也有了進步，手機廠商開始拋棄傳統(tǒng)內(nèi)含圓柱形鎳鎘電池的電池倉，轉(zhuǎn)而采用定制小型化的鎳鎘電池包。隨后鎳氫電池世，相對前一代電池它的記憶效應(yīng)不是那么明顯。這也是它的優(yōu)勢，因為有記憶效應(yīng)的電池每次需要都充滿。否則會讓電池活性降低。到了92年索尼多年研發(fā)的鋰離子電池終于投入商業(yè)使用，但是在當(dāng)時，它高昂的售價和不突出的電量取不到任何的優(yōu)勢，也僅僅只能在自家的產(chǎn)品上使用。到了94年戴爾筆記本首次采用鋰離子電池，隨后眾多手機廠商跟風(fēng)以鋰離子電池為一大賣點。到了90年代末期，隨著鋰離子電池制造技術(shù)的更新，以及新型材料的誕生，鋰電池生產(chǎn)制造成本降低，體積減小，容量得以擴大。這個時候就是鋰電池普及的開端。
為何手機電池至今還沒有很大的發(fā)展？鋰電池從70年代被發(fā)明，90年代被使用，21世紀初被大規(guī)模使用于電腦手機等設(shè)備，到了現(xiàn)在2019年，近30年以來鋰電池的核心技術(shù)和理論都沒有很大突破。這是為社么呢？
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鋰電池是化學(xué)電池，構(gòu)成為正負極和電解質(zhì)。通用的鋰電池，正極為鈷酸鋰，負極為石墨，經(jīng)過反復(fù)試驗，這兩種材料是最默契穩(wěn)定的。而且鋰電池環(huán)境友好沒有記憶效應(yīng)，相比之前的鎳氫電池不用每次都充滿100%的電量。
鋰電池能量密度高，單位體積內(nèi)能存儲更多的電量。其他材料要么不夠現(xiàn)在智能設(shè)備使用，要么體積過大不符合現(xiàn)在對于電子設(shè)備輕薄的要求。
鋰電池性價比高，相對于其他材料，鋰電池是最實惠的，電池研究也有其他的新型正負極材料，但成本相對較高，涉及到商業(yè)推廣使用，最大的問題就是降低成本。
所以現(xiàn)在的鋰電池技術(shù)要得到發(fā)展，要從正負極材料入手，找到比石墨和鈷酸鋰更高效更便宜的搭檔材料才行，但這并不是容易的事情。從另外的角度將，現(xiàn)在電池技術(shù)雖然沒有提升，但充電技術(shù)有很多的創(chuàng)新，如快充技術(shù)、閃充技術(shù)還有無線充電技術(shù)是最為流行的。
未來的電池技術(shù)方向？
現(xiàn)在鋰電池技術(shù)處于發(fā)展的瓶頸，但仍有發(fā)展空間。有幾種新型材料被業(yè)內(nèi)人士看好。
硅碳復(fù)合材料，這是未來電池負極材料的一種，理論容量為4200mAh/g以上，比石墨類材料的372mAh/g高了10倍多。若能批量生產(chǎn)容量將會大有提升；鈦酸鋰，這種電池的主要優(yōu)勢是壽命長，循環(huán)壽命達1萬次以上，屬于零應(yīng)變材料，其體積變化小魚1%，不生成傳統(tǒng)的SEI膜，安全性相對較高，在充放電時熱穩(wěn)定性高，可以實現(xiàn)快速充電。石墨烯，石墨烯透光性好、導(dǎo)電性強、導(dǎo)熱性高，機械強度高，但由于目前批量生產(chǎn)工藝不成熟、價格高，性能不穩(wěn)定，現(xiàn)在一般用戶石墨烯液冷散熱；碳納米管，這是一種石墨化結(jié)構(gòu)的碳材料，具有良好的導(dǎo)電性能，由于它脫嵌鋰的時候深度小、行程短，作為負極材料在大倍率充放電時極化作用小，可以提高電池的大倍率充放電性能。富鋰猛基正極材料，這是一種密度較高的正極材料，相較于正極材料的磷酸鐵鋰580Wh/kg的能力密度，它的密度可以達到900Wh/kg。雖然它容量優(yōu)勢明顯但研發(fā)成本也比較大，發(fā)展比較緩慢。陶瓷氧化鋁，陶瓷復(fù)合材料一直都是新型材料的研究熱點，用于電池材料也并不稀奇，陶瓷氧化鋁主要用于電池隔膜中，它針對于電池體系涂抹隔層空間更大，但制作工藝要求很高，價格相對昂貴。
總的來說未來電池的發(fā)展需要新型的替代材料，降低體積，增加單位體積內(nèi)的蓄電能力，增加單位時間內(nèi)的充電效率。以及降低成本。這樣電池技術(shù)才會得以發(fā)展。
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