2014锂电池格局：空气电池石墨烯遥遥无期？

2014-08-25 00:01

　　但是谁也不知道，哪些现有材料才能构造出最安全、发热量最低和重量最轻的电池混合材料，而且其价格要比现有的产品便宜。

　　现今在助听领域使用的锌-空气电池重新激起了人们的兴趣，而且尤为重要的一点在于，锌很容易获取。钠-空气电池也是一样，成本更低，而且组装起来更容易，只是潜在功率赶不上锂-空气电池。人们还尝试过用硅来取代石墨和固体碳，但是硅并不便宜。或者，我们可以只专注于改善实验室和摩托车使用的锂-铁电池的成本和性能。

　　凯文·白表示，建造更大规模的电池厂、开发更好的电池管理工具以及更加智能的充电电网在很多方面要比等待一两项新化合物获得成功更为实在。

　　凯文·白说：“我们实际上离使用全新电池的交通工具还很远很远。只有在新材料经过10年的测试之后，汽车行业才能放心使用新材料。”他表示，人们至少要等到2020年才能看见使用锌-空气电池的四轮车辆，然后，人们需要更长的时间才能看到这一电池技术的成熟。

　　未来我们能做什么：纳米工程材料

　　德克萨斯农工大学（A&M University）教授、美国机械工程师协会（American Society of Mechanical Engineers）能源和可持续性纳米工程小组成员帕沙·穆克荷吉表示，现在还没到放弃锂离子电池的时候。我们可能仍会用它，但它将与我们在实验室中获得新能力的材料混合使用。

　　纳米工程师可能会对电池材料的分子结构进行深入研究，以加速电池单元电压的产生速度，并提升其转换效率。电解质携带锂离子的方式可能会发生改变，以杜绝“交通拥堵现象”，并缩短充电时间。人们可能会设计出更薄、更强大但伸缩依然自如的电池膜，这样，即便电池受热膨胀，也不会爆浆。或者一心一意开发能够比碳、空气或任何已知材料吸附更多锂离子的材料。

　　穆克荷吉说：“我们需要询问的最根本的问题在于，‘是否可以从头再来？’。这就是必须解决的中尺度模型。我们是否能增加材料的宽容度，以满足我们对于电池的诉求？”

　　与此同时：着眼于长远

　　一年前，伊利诺伊理工大学的塞格雷从美国能源部获得了340万美元的奖金，用于开发汽车用“流体电池”。流体电池将其活性化合物储存在外部储罐中，然后流经电池结构内部。塞格雷的工作专注于开发具有足够活性和能量的液体介质，以抵消液体的重量劣势。

　　流体电池或许可以应用于汽车和电网，但却无法适用于手机或笔记本。与其他的研究人员一样，塞格雷深知，这将是一个漫长的实验过程，除非研究人员能够在偶然间发现几种能用于电池的不同材料组合。与此同时，“对于大多数人来说，这是一件尤为痛苦的事情，因为几年过后，电量没了，容量也下降了，然而电池供电的电子产品却在不断前进。”