【海裕百特冠名】五大超前电池技术 得其一可得天下
电池成为制约消费电子、新能源汽车发展的重要瓶颈，传统的锂离子电池已然不能满足需求，科研界也在投入研发新型电池技术，在未来的新能源竞争中，谁掌握了技术，谁就能赢得市场。
下面盘点五种拥有极具前景的电池技术，任何一种新电池技术一旦取得技术突破，实现商用，都将颠覆整个市场。当然，在我们忠于理想的同时，也要脚踏实地，现有的锂离子电池技术也是经历了二十多年发展才走向成熟，新技术的实现都不是一蹴而就的事情。
01金属空气电池
电池的化学原理是氧化还原反应，理论上正极的容量密度无限大，以空气中的氧气为正极，以铝、镁、锌、锂等活泼的金属为负极材料，可以获得超高能量密度。
铝空气电池：以高纯度铝Al为正极、氧为负极，以氢氧化钾(KOH)和氢氧化钠(NaOH)水溶液为电解质。铝摄取空气中的氧，在电池放电时产生化学反应，铝和氧作用转化为氧化铝。
铝空气电池历史悠久，早在20世纪60年代便已问世，但一直未能解决负极材料过度氧化和电池的内部损耗问题。
市场应用：2014年，美铝加拿大公司和以色列公司Phinergy展示出100公斤重的铝空气电池，储存了可行驶3000公里的足够电量。 但这种铝空气电池是配合锂电池使用的，属于“增程型”，只有锂电池用尽，铝空气才会启动。
2015年，国内的云铝股份与昆明冶金研究院共同出资组建创能铝空气电池股份有限公司，投资铝-空气电池研发项目，筹划建一条20MW(兆瓦)铝空气电池生产线。
锂空气电池：正极为空气，负极为金属锂， 能量密度是传统锂电池的十倍。与其它金属空气电池相比，锂空气电池具有更小的体积、更轻的重量、更高的工作电压、更高的比能特性等特性。
研究方向：锂空气的研究是一项极其烧钱的活动，美日欧均有大量资金投入进行研发。其中日本产业技术综合研究所与日本学术振兴会(JSPS)共同开发出的一种新构造的大容量锂空气电池。2009年，IBM启动“Battery500”计划，目标实现Li-Air电池驱动的汽车达到500KM续航，但迄今商业化依然遥遥无期。
02固态电池
液态锂离子电池能量密度极限在350Wh/kg，用固态电解质替代锂离子电池中的电解液+隔膜之后的固态电池，适配更高能量密度的正负极材料，量产能量密度能够达到500-600Wh/kg，被公认为下一代锂离子电池技术。
研发与应用：丰田多次在公开场合表示，有望在2020推出搭载固态电池的电动汽车产品。另外一家日本企业日立今年也宣布其固态电池获得进展，同样在2020年之前将固态电池投放市场。
宝马公司同样也醉心于固态电池的研究，预计在2026年推出量产产品。
电动汽车制造商菲斯克(Fisker)则相对激进，计划在2018年1月的CES展会上即进行展出，续航可以提升到惊人的提高到惊人的804公里。不过Fisker也表示，该项技术将在2023年左右才会成为汽车生产等级。
法国博洛雷则是首次实现全固态电池商业化的企业，旗下的电动汽车“Bluecar”配备了其子公司Batscap生产的30kwh金属锂聚合物电池(LMP)采用Li-PEO-LFP材料体系，这些电动车已有2900辆投入使用。
此外，松下、三星、三菱、现代、戴森、宁德时代等数家企业都在加紧布局固态电池的储备研发。
03锂硫电池
单质硫的理论比容量和比能量可高达1675 mAh/g和2567 Wh/kg，硫还具有价格低廉、环境友好等优点，有望成为下一代理想的正极材料。
在同等质量下，锂硫电池可拥有传统锂离子电池6-7倍的电量，但目前使用寿命还达不到预期，未来锂硫电池的使用循环寿命达到与锂离子电池相当之后，将成为理想的替代产品。
04燃料电池
燃料电池是一种将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转换成电能的发电装置。常用的燃料除氢气外还有甲醇、联氨、烃类及一氧化碳等。
氢燃料电池成为与锂电池相抗衡的一大技术路线，具有零排放、长续航、加氢时间短等特性，但是也面临氢气制造、存储的销量与安全性问题以及催化剂金属铂的稀有方面。
实际应用：丰田氢燃料电池车Mirai已经在海外量产上市，国内的上汽大通也推出了
氢燃料电池车FCV80，采用燃料电池系统为主、动力电池为辅的双动力源，最长续驶里程可达500公里，售价为130万元，补贴之后的实际际购买价为30万元。
05石墨烯电池
石墨烯被誉为材料之王，具有极高的导热性、导电性、比表面积等优良特性，使其成为储能、电子、光电器件的首选材料，应用在电池领域，其对于快充、耐高温等特性的提升是非常显著的。
石墨烯虽然成为多方角逐的焦点，各国政府和产业也纷纷进行布局，但受限于成本等问题，石墨烯应用方面还存在诸多问题，目前市场应用主要是以添加剂和辅助材料来使用，难以发挥其真正实力，因此也被称为“工业味精”。例如在锂电池中加入石墨烯材料，或者作为导电剂提高快充性能的电池默认叫法是“石墨烯基电池”，而不是真正的“石墨烯电池”
2016年，东旭光电推出了号称世界首款石墨烯基锂离子电池产品--“烯王”，2017年4月11日，东旭光电与倍斯特联合发布了石墨烯基锂离子电池“烯王二代”。
官方介绍中，烯王二代在5C条件下，13—15分钟即可快速充满，时长仅为普通充电产品的1/24;能量密度与普通磷酸铁锂电池相当，略有提升;循环使用可达3500次，近10年超长使用寿命，是普通移动能源的7倍;产品具有-30～80℃的宽温度工作范围。
近期，三星先进技术研究院(SAIT)发表论文称基于石墨烯技术的新电池容量将提高45%，充电速度提高5倍，并且延长电池使用寿命。只需要12分钟即可充满电，而目前广泛使用的锂电池则需要一小时左右。
此外，这款新电池还能用于电动车，因为其可在最高60摄氏度下保持稳定。如果该电池可以大规模生产，将成为行业里程碑。
点评：这五种电池技术并非独立的，其中石墨烯在材料上同样可作为其他电池技术使用，而金属空气电池等、氢燃料电池与传统锂离子动力电池搭配使用也可获得更佳的使用效果。从目前的技术来看，这些极具前景的电池技术要想取代现在的锂电池依然有很长的路要走。
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