网易首页 > 新闻中心 > 探索新闻 > 正文

透过泡沫看本质:电池的未来在哪里

0
分享至
核心提示:锂-空气电池想要在成本和使用寿命上比肩传统的锂离子电池、达到“稳定生产期”,还有很长的路要走。

(原标题:透过泡沫看本质:电池的未来在哪里)

卡内基梅隆大学提出的“技术成长曲线”告诉我们,诸多新技术想要与锂离子电池竞争还有多远的路要走。 

每隔几周我们都能看到爆炸性新闻,声称发现了电池技术的“圣杯”,将来我们可以运用该技术在几分钟内给智能手机充满电、开电动车行驶数百英里、开发廉价可靠的可再生能源存储手段。

然而,这些“颠覆游戏规则”的电池似乎并没有在头条新闻之外的地方大显身手。这是怎么回事呢?

卡耐基梅隆大学机械工程学院的助理教授Venkat Viswanathan提出了同样的问题。在最近发表的论文中,他和他的同事提出了一个量化电池化学研究进展的“技术成长曲线(hype cycle)”。

这些研究人员统计新发表关于特定电池化学机制的技术论文,以确定该技术在“技术成长曲线”中的位置:从“创新出发点”、“期望膨胀顶峰”到最终的“稳定生产期”。最后这一阶段正是当前锂电池所处的位置。

这个图表展示了一些类型各异的电池技术。锰离子电池、钠离子电池、锂-硫电池的工作原理都与锂离子电池在某种程度上类似,但它们在能量密度(决定了电池有多小,或多轻)和成本上有击败锂离子电池的潜力。譬如,由于硫的价格低廉,相比于当今的锂离子电池,锂-硫电池有潜力大幅降低成本。然而目前的锂-硫电池并不稳定,易出现能效大幅下降和自放电。并且,当离子在电池中运动时,锂-硫电池的电极可能膨大80%,如此一来就很难找到维持电池形态的材料。不过锂-硫电池是最有前景的技术之一,其发展过程刚刚越过了Viswanathan及其学生所指出的“期望膨胀顶峰”。

锂-空气电池是除了锂离子电池外唯一越过“泡沫破裂低谷”并走向“启蒙上升期”的电池。锂-空气电池的储能技术完全不同,击败锂离子电池的潜力极大。这种电池的用金属锂做负极,在正极一端直接与空气中的氧气反应。由于反应物之一是空气,理论上讲,该电池储存同样能量所需材料仅为其他电池的一半,其重量也可减半。这一优点尤其为电动车行业所关注,因为小体积电池组对电动车十分有利。然而,锂-空气电池想要在成本和使用寿命上比肩传统的锂离子电池、达到“稳定生产期”,还有很长的路要走。

Viswanathan研究的价值在于帮助我们预测不同电池技术的发展阶段。虽然创新技术如雨后春笋,在便携式电子设备、电动车、电网设备等方面,锂离子电池仍然是赢家。也许在数年内,我们就能见证锂-空气电池超越锂离子电池,电动车相对于汽油、柴油车的竞争力大幅提升。但是锂-空气电池仍处在“启蒙上升期”,要达到锂离子电池的水平还有很长的路要走,更不用说与化石燃料竞争。

作者简介:Robert Fares 是美国得克萨斯大学奥斯汀分校的博士后,他的研究方向为新兴能源技术的经济和环境影响。(本文观点仅代表作者,不代表《科学美国人》。)

翻译:张帅琰

审校:杨玉洁

原文链接:http://blogs.scientificamerican.com/plugged-in/beyond-the-hype-what-s-the-future-of-batteries/

论文链接:http://iopscience.iop.org/article/10.1088/2053-1613/2/4/045002/meta

相关推荐
热点推荐
传广东男篮球员与球迷新婚妻子开房,聊天尺度很大,球员发声回应

传广东男篮球员与球迷新婚妻子开房,聊天尺度很大,球员发声回应

尘语者
2025-02-10 16:08:01
中国10大最毒零食排行榜,常吃等于“慢性自杀”

中国10大最毒零食排行榜,常吃等于“慢性自杀”

新兴网评
2024-10-22 00:57:07
广东最新人事任免

广东最新人事任免

广东教育传媒
2025-02-10 17:27:48
事实证明,被传坐拥10个亿、已移民美国的王刚,已走上另一条大道

事实证明,被传坐拥10个亿、已移民美国的王刚,已走上另一条大道

老黯谈历史
2024-12-24 13:46:45
杉杉控股换帅!接棒不足三月,周婷卸任法人、董事长,周顺和接任

杉杉控股换帅!接棒不足三月,周婷卸任法人、董事长,周顺和接任

时代财经
2025-02-10 17:19:05
韩国队推搡中国队事件升级!韩媒拱火,王濛撕破脸,林孝俊太体面

韩国队推搡中国队事件升级!韩媒拱火,王濛撕破脸,林孝俊太体面

探寻者
2025-02-10 10:04:21
上海老师家访遭遇尴尬!网友:跑到宾馆“家访”,还叫“家访”?

上海老师家访遭遇尴尬!网友:跑到宾馆“家访”,还叫“家访”?

火山诗话
2025-02-10 13:52:37
突发利好!国常会:支持新型消费加快发展!A50直线拉升

突发利好!国常会:支持新型消费加快发展!A50直线拉升

证券时报e公司
2025-02-10 20:05:13
A股:不用再猜了!明天周二,大盘将迎来欢天喜地的跳空大阳线!

A股:不用再猜了!明天周二,大盘将迎来欢天喜地的跳空大阳线!

一丛深色花儿
2025-02-10 08:52:43
F16 参战!俄摩化旅指挥部遭1.5吨ATACMS导弹摧毁,大量军官罹难

F16 参战!俄摩化旅指挥部遭1.5吨ATACMS导弹摧毁,大量军官罹难

大风文字
2025-02-09 10:46:40
特朗普:中国教育做得很好 而我们花最多钱却垫底

特朗普:中国教育做得很好 而我们花最多钱却垫底

看看新闻Knews
2025-02-10 00:08:18
终于明白为何央视不直播了,原来乒乓球要夺冠,先过山呼海啸这关

终于明白为何央视不直播了,原来乒乓球要夺冠,先过山呼海啸这关

肖语谈
2025-02-10 16:33:15
汪小菲终于松口气,小S一家不争孩子抚养权,大S三套豪宅归属曝光

汪小菲终于松口气,小S一家不争孩子抚养权,大S三套豪宅归属曝光

小冠说娱
2025-02-09 14:03:33
余秀华点评汪小菲,是他定义大S的坏,吴宗宪:劝汪不要节外生枝

余秀华点评汪小菲,是他定义大S的坏,吴宗宪:劝汪不要节外生枝

涵豆说历史
2025-02-10 12:53:21
超百万包裹积压美国海关, 特朗普又变卦! 中国卖家:若加税就涨价 ,让美国人负担

超百万包裹积压美国海关, 特朗普又变卦! 中国卖家:若加税就涨价 ,让美国人负担

每日经济新闻
2025-02-09 21:45:02
不打了!再见雷霆!总决赛中锋退出NBA……

不打了!再见雷霆!总决赛中锋退出NBA……

篮球实战宝典
2025-02-10 19:53:13
有学校周五返校!大多集中这两天!上海中小学发布返校通知

有学校周五返校!大多集中这两天!上海中小学发布返校通知

周到上海
2025-02-10 14:42:16
有没有发现,现在的消费有点反常

有没有发现,现在的消费有点反常

华人星光
2025-02-09 18:06:55
热雪沸腾 相约吉林 | ​冰雪“出圈” 文化“出彩”——探析吉林冰雪旅游的火热密码

热雪沸腾 相约吉林 | ​冰雪“出圈” 文化“出彩”——探析吉林冰雪旅游的火热密码

吉林日报
2025-02-10 09:56:52
国外科学家发现,诵经竟然能让身体产生这样变化,竟然是这个原因

国外科学家发现,诵经竟然能让身体产生这样变化,竟然是这个原因

阿珂读书
2025-02-10 10:00:00
2025-02-10 20:55:00

头条要闻

管理方回应"近百斤肉品被扔停车区":已按厨余垃圾清理

头条要闻

管理方回应"近百斤肉品被扔停车区":已按厨余垃圾清理

体育要闻

NBA史上最炸裂的截止日 30岁的他杀疯了

娱乐要闻

在日网友质疑大S死因,发声后遭威胁

财经要闻

黄有光:特朗普削减公共支出得不偿失

科技要闻

救命!在小红书,DeepSeek被玩坏了

汽车要闻

省油实用超舒适 银河L6 EM-i的实力不止是价格

态度原创

艺术
健康
家居
教育
公开课

艺术要闻

故宫珍藏的墨迹《十七帖》,比拓本更精良,这才是地道的魏晋写法

抑郁症患者称好的“乌托邦”宝地

家居要闻

缓冲节奏 阻隔世俗扰乱

教育要闻

研究生各专业薪资排行榜,第一果然还是它!

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版
×