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【深度】电池家族演化史

在遥远的古时代,人们对雷电心存敬畏,地球上空每年都要发生几十亿次雷暴,它能把人击倒,也能将高大的树木劈成两半,甚至引发熊熊烈火。西方人将雷电看作是“上帝的怒火”,东方人则将它称为“雷神”,长期以来,雷电在人们心中一直是种可怕未知的东西。

直至三百多年前,本杰明·富兰克林的科学家开始用风筝捕捉雷电,正式开启了人们对雷电的认识,也开启了人们对电的认识,从那时起,人们就开始考虑如何将捕捉而来的电储存。

「电池家族诞生史」

1799年,意大利的物理学家伏达对19年前意大利波罗那大学解剖学教授伽伐尼做蛙腿实验提出“神经电流体”理论做了详细的研究,他用铜片、浸盐水的纸片、锌片依次重叠起来,创制了最早的获得连续电流的伏达电堆。

1801年,他为拿破仑一世演示了伏达电堆,拿破仑授予他金质奖章并封他为伯爵。

1803年,德国化学家里特尔制造出一台蓄电池。

1836年,英国化学家J.F.丹聂尔制造出了第一块古典原电池。

1859年,法国物理学家普朗特制造出了第一台可实用的铅酸蓄电池。

1865年,法国化学家勒克朗谢制造出第一块干电池。

1881年,法国科学家卡米尔·阿方斯·富尔(Camille Alphonse Faure)改进了电池的设计,第一辆用铅酸电池为动力的三轮车诞生,车重为160kg,但时速仅为12km/h。

1884年,英国发明家和实业家英国发明家和实业家托马斯·帕克(Thomas Parker)用他自己专门设计的高容量可充电电池,在伦敦制造了第一辆实用的电动汽车

1888年,化学家卡斯尼尔改进了勒克朗谢的电池。

1912年锂金属电池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。

1970年,埃克森的M.S.Whittingham采用硫化钛作为正极材料,金属锂作为负极材料,制成首个锂电池,被称为锂电池奠基人。

1991年,索尼公司和旭化成公司成功发布第一个商用锂离子电池

「锂电家族当家人」

目前,锂电家族的当代家主三元锂电池和当家主母磷酸铁锂电池能力超群,以其优异的血脉及出众的天赋统领着整个家族,他们作为当下市场两大最热门的主流动力电池,近几年带领着整个家族蒸蒸日上。

其中家主三元锂电池又名三元·聚合物·锂电池,为镍钴锰酸锂或者镍钴铝酸锂作为正极材料的锂电池,是近年来电池家族冉冉升起的新星电池,其身材瘦小,但能力最强、人气最高,尤其与商用车家族关系较好,在众汽车家族的扶持下,顺利当选锂电家族当家家主。虽然其能力强、体力好,但是他脾气较为火爆,时常一点就“炸”,众汽车家族对它可谓是又爱又恨。其中,汽车家族中最富盛名的“黑马家族”特斯拉却一直对他偏爱有加,虽然这位电池家主脾气暴躁,但依然难挡他的盖世才能。

当代主母磷酸铁锂电池的全名是磷酸铁锂·锂离子·电池,磷酸铁锂电池是指使用磷酸铁锂作为正极材料、石墨作为负极材料的锂离子电池。当家主母身强体壮,但脾气温和、健康开朗,虽能力稍逊家主三元·锂电池,但也深受汽车世家豪门比亚迪家族的喜爱。

家主三元锂电池及主母磷酸铁锂电池可谓是盛极一时,各领风骚,都在各自的领域大展才能,不分伯仲。奈何时过境迁,家主和主母年事已高,能力也渐渐被挖掘一空,潜力也被开发殆尽,越来越多的家族新星开始崭露头角力争家主之位。未来,将必是年轻人的天下。

各个分支不甘示弱,合纵连横外部造车势力,欲争夺下一任家主之位。

「继位争夺」

押注那一款动力电池技术路线,不是锂电家族内部的苦恼,是所有动力电池外部支持者普遍遇到的困扰。

外部呼声最高的,当属神龙见首不见尾的“固态电池”,它是个科技女神,传说是一种使用固体电极和固体电解液的电池。固态电池一般功率密度较低,能量密度较高。由于固态电池的功率重量比较高,所以它是电动汽车家族中很多才俊理想的电池配偶。可它如同镜中花水中月,一直以来都是只闻其声不见其人。市面上有很多艳羡固态电池盛名而模仿其的“半固态电池”,打着“固态电池”的名号在外“招摇过市”,虽只学得几分相似,却也得到不少呼声。据电池家族中最大的一股势力,来自神秘东方的宁德时代家族称,来自其家族的固态电池将于2030年正式露面参与家主竞选。

与其处境相似的,还有石墨烯电池,由于其独有的特性,石墨烯被称为“神奇材料”,科学家甚至预言其将“彻底改变21世纪”。

近期,电池家族杀出一匹“黑马”——“无钴电池”,一直默默无闻的它,最近却被顶尖造车势力特斯拉家族看上,大力栽培。网传它与当家主母有血缘关系,但随即遭特斯拉否认。至今,无钴电池的身世都是一个谜团,但不可否认,它也是电池家族中一员,并且极有可能成为近几年电池家主候选人中的统帅。

当然,还有一位氢燃料电池也极为亮眼,氢燃料电池能量密度高,长续航优势明显,可以运用于大载荷场景,如大型远洋船舶、重型长途车辆,而电池家族中其他成员是难以胜任这些应用场景的。超长续航能力及环保性成为了氢燃料电池最闪亮标签,全球各地政府也在加大对政策扶持力度,是未来最有望成为明星的电池。

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