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新技术：锂空气电池是否能成为下一代电池技术标准？
16:15:06
& && & 英国剑桥大学研究人员公布的一份文件显示，他们已经开发出了一种锂空气电池，成功解决这种技术中的部分实际问题----尤其是化学上的不稳定问题。在此之前，由于这种化学上的不稳定，锂空气电池会显示出性能迅速衰退的现象。他们所研制出的锂空气电池具有较高的能量密度，并且能够循环充电2000次以上。该电池在理论上的能源使用效率超过90%。
没有哪位化学家或工程师会说，锂离子电池是完美的。随着电动汽车的越来越普及，研究人员也开始将精力集中在研究锂空气电池上。因为锂空气电池比锂离子电池轻得多，更轻的汽车意味着更长的续航里程。可以肯定的是，锂空气电池在理想情况下具有更高的能量密度。理论上说，只有这种电池能让电动汽车在不必携带巨大而笨重的电池组的情况下，拥有可媲美汽油车及柴油车的续航里程。
仍需10年才能投入商用
在一份新闻稿中，剑桥大学的科学家们表示，虽然他们的研究已经成功克服了锂空气电池技术中最大的障碍，但是将锂空气电池用于商业用途至少还需要10年的时间。
锂空气电池的基本化学原理十分简单。放电时，从负极出发的锂离子在正极与空气中的氧气反应，产生一种叫过氧化锂的固体产物，填充于碳电极的孔隙中。充电时，化学过程逆转，过氧化锂被***释放氧气。
锂空气电池的原型其实在很早之前就已经被成功制造了出来，该电池的蓄电能力理论上是目前市场上锂离子电池的10倍，而由于锂金属在化学上具有极其不稳定性，实际应用时存在多个重大缺陷。如何可靠地令上述反应在许多周期内反复发生，则是该技术面临的最大挑战。
电池的反应产物过氧化锂及反应中间的产物超氧化锂都有较高的反应活性，会***电解液，因此几个充放电循环后电池电量就会急剧下降，电池寿命较短;由于过氧化锂导电性能差，充电时很难***，需要很高的充电电压，这还会导致***电解液及碳电极等副作用。
放电时，过氧化锂会堵塞多孔碳电极，导致放电提前结束;充电时，锂金属负极表面会呈树枝状向正极生长，最终可能导致短路，存在安全隐患;锂金属与空气中的水蒸气、氮气、二氧化碳都会发生反应，导致负极材料消耗，最终使电池失效。
化学稳定性得到提升
剑桥大学的研究人员改用多层次的大孔石墨烯作为正极材料，利用水和碘化锂作为电解液添加剂，最终产生和***的是氢氧化锂，而不是此前电池中的过氧化锂。氢氧化锂比过氧化锂要稳定，大大降低了电池中的副反应，提高了电池性能。其中碘化锂除了帮助***氢氧化锂外，似乎还起到了保护锂金属负极的作用，使电池对于过量的水有一定的免疫性。没有它，同量的水会直接使电池失效，完全无法充放电。由于石墨烯氧化物具有多孔性，研究人员估计这种电池可循环超过2000次。
研究人员在新闻发布会上表示，他们将锂空气电池中的电压间隙降低到了0.2V，成功提高了电池性能和效率。他们所开发出的锂空气电池模型蓄电能力约为3000瓦时/千克，是现有锂离子电池的约8倍，可循环充放电上千次，首次循环充放电效率高达93%，即充入电池中93%的能量在放电时都能被使用。
仍有技术难关需攻克
但当前锂空气电池仍然存在一些问题。电压间隙的减小以及石墨烯氧化物电极的大容量导致其只能容纳较小倍率的充放电，位于电池负极的金属锂有时仍会形成影响电池性能的树突。而且，正如我们在前文中所提到的，空气里不仅仅有氧气，在空气中的其他的化合物也可能导致锂空气电池不稳定。
而这些问题的尚未解决，也意味着锂空气电池目前还是不能真正的投入商用。研发新的电池技术是很容易的，但是要将其真正投入使用还是需要攻克许多技术上的难关。研究人员表示他们目前正与多家公司合作，力求尽快推进这项技术。
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2014年或迎来下一代电池技术突破
[导读][摘要] 2014年或迎来下一代电池技术突破，多家被外界看好的电池企业将实现其电池技术商业化，推出各自电池产品，进一步降低电池成本，改善电池性能。2014会是下一代电池带来重大突破的一年吗?有不少被人看好的电池企
[摘要] 2014年或迎来下一代电池技术突破，多家被外界看好的电池企业将实现其电池技术商业化，推出各自电池产品，进一步降低电池成本，改善电池性能。2014会是下一代电池带来重大突破的一年吗?有不少被人看好的电池企业将在今年实现其电池技术商业化，推出各自电池产品，进一步降低电池成本，加强电力存储技术。但电池领域的发展速度不如手机行业那样迅猛，电池的发展也不是一朝一夕，但2014年仍会有显著的进步，仍有机会成为下一代电池突破的一年。2014年刚开始，电池领域就有不少好消息。之前我们报道过的电池技术初创企业Amprius，刚刚获得3000万美元C轮投资。他们的技术优势在于其锂电池续航能力比市面上的正常锂电池长25%。利用这笔融资，Amprius将面向手机和其它设备推进其商用化。AquionEnergy和Ambri两家公司也在其电网电力存储技术商用化的道路上大步迈进。Aquion刚刚再添2000万美元投资，而Ambri前身LiquidMetalBattery在去年也已融资1500万美元。在两公司投资者中，都有一个大名鼎鼎的人：比尔盖茨。得益于各自先进的技术和背后的投资者，两者都预计在今年推出其电池产品，并扩大其工厂规模。计划在今年推出产品的还有EosEnergy，他们采用锌和空气储存能量的技术。而在电池的科研方面，最近也有亮点。哈佛的研究人员最近研究出一种用天然分子做的液流电池，其电解质在电池之外的液体槽里，成本较笔记本和手机中使用的封装的电池更低，其在电网方面的应用为当前的研究重点。为什么大家如此热衷于对下一代电池的推动，从电网到电子设备到电动汽车?这是因为电池的容量是目前与能量相关的技术突破最大的障碍和瓶颈之一：包括如何更好地利用风能和太阳能，如何让手机电池更加强大以成为真正的移动计算机，如何让电动汽车在传统汽车面前更有竞争力。这些突破只有在电池成本显著降低，且电力足够强大持久时才有可能。当然，电池技术的突破不是一朝一夕的事情。近年来手机的发展速度过于迅猛，以致于很多人理所当然地认为，其它领域的发展速度也应该跟上来。但事实并非如此，尤其在电池领域，成本降低和技术突破的速度都是相对较慢的。电池的发展并不遵循摩尔定律，指望电池容量每18个月翻一倍是不现实的。
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下一代石墨烯电池：手机五分钟充满电量 来源：第一财经日报 作者：钱童心
目前该电池5分钟快充的电量仅够一部iPhone的10%，公司有清晰的5代产品规划，做到第三代时，就基本能够满足5分钟充满一部手机的电量。ZapGoCharger的一位中国投资人对《第一财经日报》记者表示：“我们在很早期的时候就进入了这家公司，如果技术发展快的话，未来半年到一年就将实现量产。我们对石墨烯行业还是很有信心的。”
剑桥大学的石墨烯中心的产品更酷。他们把石墨烯油墨涂在硬板纸上，做成一个纸上乐队，人们可以通过用手指敲击纸上的乐器图案进行演奏。它的原理是通过石墨烯油墨环保和高导电率的特点，用于水性油墨印刷电子产品。剑桥大学石墨烯研究中心研究员StephenHodge博士对《第一财经日报》记者表示：“这种新方法在实现高导电石墨烯墨水在市场上的批量生产及创造有竞争力的价格方面迈出了一大步。剑桥石墨烯公司正在出售这些新的油墨，与客户建立业务，同时为客户提供油墨和发展方案。”据透露，该石墨烯环保油墨已经申请了专利。
记者还在石墨烯展区看到了今年2月巴塞罗那移动通信展上展出的柔性显示手环。FlexEnable展示了多款可弯折的柔性显示器。FlexEnable商业总监SimonJones对《第一财经日报》表示：“我们提供多种技术可能性，但是最终还是要看客户对产品的需求，我们也在和一些电子产品生产商合作，希望在未来能应用在不同的电子产品中。”
就在两个月前，重庆一家名为墨希科技的公司宣称即将发布可弯曲形似手环的智能手机，意味着柔性屏技术的竞争又上升到一个新的台阶。当手机卷成手环时，它的触屏仍然能够工作，你也可以把手机展开成一个长方形，就像普通的智能手机一样来使用，但该款手机要比普通手机薄而且长。
墨希科技应用中心负责人余崇圣对《第一财经日报》表示：“即将量产的可弯曲智能手机产品只能显示黑白两色，彩色的版本样机已经推出，量产预计将于2018年面世。从技术上来讲，黑白的要比彩色的容易很多。”对此，FlexEnable的Jones表示：“我们很期待看到墨希的柔性屏手机问世，这也将证明石墨烯的更多用途和功能。”
曼彻斯特大学的诺贝尔奖获得者康斯坦丁-诺沃肖洛夫也现身石墨烯展区。对于目前石墨烯的应用价值方面，诺沃肖洛夫对《第一财经日报》记者表示：“应该应用石墨烯技术，在二维材料里挖掘更多应用，并结合RFID（射频识别）制作传感器，开发制造在这些基础之上的多功能产品。”关键词：石墨 LED灯泡 电量 聚酰胺纤维 SimonJones担心手机续航能力？下一代手机电池技术揭秘
核心提示：锂电池的改进形式是多样化的，但方向基本上确立在更好的安全性、充电速度、灵活形态及性能等方面。
&&&&&&& 智能手机在近年来获得了长足的发展，更强大的处理器、显卡、超清甚至柔性屏幕，都是令人印象深 刻的。但是，电池技术的突破却是缓慢的，至今我们仍然不得不忍受一天左右的续航力。虽然我们一直都在关注新型材质电池的发展，但实际上，最有可能在近期实 现突破的仍是技术。下面，我们就来看看下一代电池技术的发展情况。
什么是锂电池？
锂电池是使用锂金属或离合金为负极材料、非水电解质溶液电池，相对此前的镍氢电池拥有更大容量、更好稳定性及反复可充放特性，经过多年发展已经颇为成熟，几 乎目前所有的消费级锂电池都由阳极石墨制成。至于缺点，通过经常起火、爆炸的新闻报道，我们也已经了解，锂电池在发生短路、过热情况下，非常容易失控爆 炸，这也是为什么我们倡导用户使用原装电池、充电器、数据线，防止锂电池短路。
未来的改进形式
锂电池的改进形式是多样化的，但方向基本上确立在更好的安全性、充电速度、灵活形态及性能等方面，下面来看看几种有望获得突破进展的新技术。
1. 不易燃的组件
首先，锂电池的安全性是人们最想解决的问题，科学家们发现一种名为PFPE的有机溶剂更加稳定，能够减少结晶对电极的影响，提升安全性并延长电池寿命。虽然这种技术仍需要一些时间来测试，但预计很快不易燃的锂电池就会上市。
2. 更快的充电速度
Nangyang 科技大学的研发小组已经开发出一种新型锂电池，思路与其他技术不太一样，并非提升容量，而是充电时间。在短短两分钟内，可以迅速充满70%的电量，并且充 电次数超过10000次。这种技术使用了二氧化钛元素而非石墨作为阳极材质，同时高通公司也通过更好的控制芯片来实现更稳定的充电效果。这种技术的特点是 成本低廉，十分适合移动产品及电子汽车行业。
斯坦福大学的科学家们近日发表了一篇论文，发现超薄碳团簇可以允许锂金属作为阳极，电量提升是目前石墨阳极的10倍。不过，目前其效率仅能达到96%，进入大众电子消费市场尚需时日。
4. 柔性锂电池
我们都十分期待完全柔性的电子设备出现，但即便柔性屏幕已经获得了不小的进展，但电池仍是一个问题。最近展示了一款可完全卷曲的OLED屏幕，屏幕、电路及电池也是可弯曲的，这是我们看到最接近科幻电影中的柔性电子设备。
另外，一家中国台湾公司也在近日宣布开始生产柔性陶瓷聚合锂电池，拥有极为安全的特性。虽然电池容量可能不太理想，但非常适合可穿戴设备，有望在今年于市场中推出。
5. 锂硫及锂空气电池
另 外两个极具前途的新类型锂电池，则是锂硫及锂空气电池。前者的特性是不需要高挥发性溶剂，大大减少了起火隐患，即便是遭受较大冲击；后者从理论上拥有更高 的能量密度，适合电力汽车等产品，但面临的挑战是需要新型的电极及电解质。从目前来看，锂硫电池具有大容量、低成本、高安全性的优势，极有可能率先成为主 流。
6. 超级电容
超 级电容是一种不同于传统锂结构的电池技术，能够实现大容量以及超高速的充电形式，但主要障碍是电容通常无法储存能量。我国清华大学、美国德克萨斯大学、新 加坡国立大学都在研发不同储存材质的超级电容电池，包括碳纳米流体、石墨烯等等，不过这些技术还存在笨重、高能量聚集稳定性等隐患，短期很难在消费市场中 普及。
镁也是一个有望被应用在电池领域的金属元素，镁离子能够携带两倍于锂离子的能量，同时拥有更短的充电时间和稳定的性能。镁电池在几年前已经完成了商业化应用，所以相对其他新型电池材质来说，有望更快出现在消费领域。
以上新型电池技术都尚处研发阶段，但可以肯定的是，基于的改进技术更有望率先登陆市场，我们有望在几年内使用到充电速度更快、更加耐用和安全的。而超级电容、镁电池等完全不同的电池类型，则尚需时日完善，一旦成功，电子设备的下一次革命便会到来。
关于我们：中国化学与物理电源行业协会(China Industrial Association of Power Sources，缩写CIAPS) 是由电池行业企（事）业单位自愿组成的全国性、行业性、非营利性的社会组织，主管部门为工业和信息化部。协会成立于1989年12月，现有400多家会员单位,下设碱性蓄电池与新型化学电源分会、酸性蓄电池分会、锂电池分会、太阳能光伏分会、干电池工作委员会、电源配件分会、移动电源分会和储能应用分会等八个分支机构。
本会专业范围包括：铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、氢镍蓄电池、锌锰碱锰电池、锂一次电池、锂离子和锂聚合物电池、太阳电池、燃料电池、锌银电池、热电池、超级电容器、温差发电器及其他各种新型电池，以及各类电池用原材料、零配件、生产设备、测试仪器和电池管理系统等。
按字母索引:
&&&&服务***：担心手机续航能力？下一代手机电池技术揭秘
腾讯数码讯 （编译：Ben） 智能手机在近年来获得了长足的发展，更强大的处理器、显卡、超清甚至柔性屏幕，都是令人印象深刻的。但是，电池技术的突破却是缓慢的，至今我们仍然不得不忍受一天左右的续航力。虽然我们一直都在关注新型材质电池的发展，但实际上，最有可能在近期实现突破的仍是锂电池技术。下面，我们就来看看下一代电池技术的发展情况。
什么是锂电池？
锂电池是使用锂金属或离合金为负极材料、非水电解质溶液电池，相对此前的镍氢电池拥有更大容量、更好稳定性及反复可充放特性，经过多年发展已经颇为成熟，几乎目前所有的消费级锂电池都由阳极石墨制成。至于缺点，通过经常起火、爆炸的新闻报道，我们也已经了解，锂电池在发生短路、过热情况下，非常容易失控爆炸，这也是为什么我们倡导用户使用原装电池、充电器、数据线，防止锂电池短路。
未来的改进形式
锂电池的改进形式是多样化的，但方向基本上确立在更好的安全性、充电速度、灵活形态及性能等方面，下面来看看几种有望获得突破进展的新技术。
1. 不易燃的组件
首先，锂电池的安全性是人们最想解决的问题，科学家们发现一种名为PFPE的有机溶剂更加稳定，能够减少结晶对电极的影响，提升安全性并延长电池寿命。虽然这种技术仍需要一些时间来测试，但预计很快不易燃的锂电池就会上市。
2. 更快的充电速度
Nangyang科技大学的研发小组已经开发出一种新型锂电池，思路与其他技术不太一样，并非提升容量，而是充电时间。在短短两分钟内，可以迅速充满70%的电量，并且充电次数超过10000次。这种技术使用了二氧化钛元素而非石墨作为阳极材质，同时高通公司也通过更好的控制芯片来实现更稳定的充电效果。这种技术的特点是成本低廉，十分适合移动产品及电子汽车行业。
斯坦福大学的科学家们近日发表了一篇论文，发现超薄碳团簇可以允许锂金属作为阳极，电量提升是目前石墨阳极的10倍。不过，目前其效率仅能达到96%，进入大众电子消费市场尚需时日。
4. 柔性锂电池
我们都十分期待完全柔性的电子设备出现，但即便柔性屏幕已经获得了不小的进展，但电池仍是一个问题。LG最近展示了一款可完全卷曲的OLED屏幕，屏幕、电路及电池也是可弯曲的，这是我们看到最接近科幻电影中的柔性电子设备。
另外，一家台湾公司也在近日宣布开始生产柔性陶瓷聚合锂电池，拥有极为安全的特性。虽然电池容量可能不太理想，但非常适合可穿戴设备，有望在今年于市场中推出。
5. 锂硫及锂空气电池
另外两个极具前途的新类型锂电池，则是锂硫及锂空气电池。前者的特性是不需要高挥发性溶剂，大大减少了起火隐患，即便是遭受较大冲击；后者从理论上拥有更高的能量密度，适合电力汽车等产品，但面临的挑战是需要新型的电极及电解质。从目前来看，锂硫电池具有大容量、低成本、高安全性的优势，极有可能率先成为主流。
6. 超级电容
超级电容是一种不同于传统锂结构的电池技术，能够实现大容量以及超高速的充电形式，但主要障碍是电容通常无法储存能量。我国清华大学、德克萨斯大学、国立大学都在研发不同储存材质的超级电容电池，包括碳纳米流体、石墨烯等等，不过这些技术还存在笨重、高能量聚集稳定性等隐患，短期很难在消费市场中普及。
镁也是一个有望被应用在电池领域的金属元素，镁离子能够携带两倍于锂离子的能量，同时拥有更短的充电时间和稳定的性能。镁电池在几年前已经完成了商业化应用，所以相对其他新型电池材质来说，有望更快出现在消费领域。
以上新型电池技术都尚处研发阶段，但可以肯定的是，基于锂电池的改进技术更有望率先登陆市场，我们有望在几年内使用到充电速度更快、更加耐用和安全的锂电池。而超级电容、镁电池等完全不同的电池类型，则尚需时日完善，一旦成功，电子设备的下一次革命便会到来。
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