電池成為制約消費(fèi)電子、新能源汽車發(fā)展的重要瓶頸,，傳統(tǒng)的鋰離子電池已然不能滿足需求,，科研界也在投入研發(fā)新型電池技術(shù)，在未來(lái)的新能源競(jìng)爭(zhēng)中,，誰(shuí)掌握了技術(shù),，誰(shuí)就能贏得市場(chǎng)。

下面盤點(diǎn)五種擁有極具前景的電池技術(shù),，任何一種新電池技術(shù)一旦取得技術(shù)突破,，實(shí)現(xiàn)商用，都將顛覆整個(gè)市場(chǎng),。當(dāng)然,，在我們忠于理想的同時(shí)，也要腳踏實(shí)地,，現(xiàn)有的鋰離子電池技術(shù)也是經(jīng)歷了二十多年發(fā)展才走向成熟,，新技術(shù)的實(shí)現(xiàn)都不是一蹴而就的事情。

電池的化學(xué)原理是氧化還原反應(yīng),，理論上正極的容量密度無(wú)限大,，以空氣中的氧氣為正極，以鋁,、鎂,、鋅、鋰等活潑的金屬為負(fù)極材料,，可以獲得超高能量密度。

鋁空氣電池：以高純度鋁Al為正極,、氧為負(fù)極,，以氫氧化鉀(KOH)和氫氧化鈉(NaOH)水溶液為電解質(zhì)。鋁攝取空氣中的氧,，在電池放電時(shí)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),，鋁和氧作用轉(zhuǎn)化為氧化鋁。

鋁空氣電池歷史悠久,，早在20世紀(jì)60年代便已問(wèn)世,，但一直未能解決負(fù)極材料過(guò)度氧化和電池的內(nèi)部損耗問(wèn)題。

市場(chǎng)應(yīng)用：2014年,，美鋁加拿大公司和以色列公司Phinergy展示出100公斤重的鋁空氣電池,，儲(chǔ)存了可行駛3000公里的足夠電量。 但這種鋁空氣電池是配合鋰電池使用的，屬于“增程型”,，只有鋰電池用盡,，鋁空氣才會(huì)啟動(dòng)。

2015年,，國(guó)內(nèi)的云鋁股份與昆明冶金研究院共同出資組建創(chuàng)能鋁空氣電池股份有限公司,，投資鋁-空氣電池研發(fā)項(xiàng)目，籌劃建一條20MW(兆瓦)鋁空氣電池生產(chǎn)線,。

鋰空氣電池：正極為空氣,，負(fù)極為金屬鋰， 能量密度是傳統(tǒng)鋰電池的十倍,。與其它金屬空氣電池相比,，鋰空氣電池具有更小的體積、更輕的重量,、更高的工作電壓,、更高的比能特性等特性。

研究方向：鋰空氣的研究是一項(xiàng)極其燒錢的活動(dòng),，美日歐均有大量資金投入進(jìn)行研發(fā),。其中日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所與日本學(xué)術(shù)振興會(huì)(JSPS)共同開發(fā)出的一種新構(gòu)造的大容量鋰空氣電池。2009年,，IBM啟動(dòng)“Battery500”計(jì)劃,，目標(biāo)實(shí)現(xiàn)Li-Air電池驅(qū)動(dòng)的汽車達(dá)到500KM續(xù)航，但迄今商業(yè)化依然遙遙無(wú)期,。

液態(tài)鋰離子電池能量密度極限在350Wh/kg,，用固態(tài)電解質(zhì)替代鋰離子電池中的電解液+隔膜之后的固態(tài)電池，適配更高能量密度的正負(fù)極材料,，量產(chǎn)能量密度能夠達(dá)到500-600Wh/kg,，被公認(rèn)為下一代鋰離子電池技術(shù)。

研發(fā)與應(yīng)用：豐田多次在公開場(chǎng)合表示,，有望在2020推出搭載固態(tài)電池的電動(dòng)汽車產(chǎn)品,。另外一家日本企業(yè)日立今年也宣布其固態(tài)電池獲得進(jìn)展，同樣在2020年之前將固態(tài)電池投放市場(chǎng),。

寶馬公司同樣也醉心于固態(tài)電池的研究,，預(yù)計(jì)在2026年推出量產(chǎn)產(chǎn)品。

電動(dòng)汽車制造商菲斯克(Fisker)則相對(duì)激進(jìn),，計(jì)劃在2018年1月的CES展會(huì)上即進(jìn)行展出,，續(xù)航可以提升到驚人的提高到驚人的804公里。不過(guò)Fisker也表示,，該項(xiàng)技術(shù)將在2023年左右才會(huì)成為汽車生產(chǎn)等級(jí),。

法國(guó)博洛雷則是首次實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池商業(yè)化的企業(yè),，旗下的電動(dòng)汽車“Bluecar”配備了其子公司Batscap生產(chǎn)的30kwh金屬鋰聚合物電池(LMP)采用Li-PEO-LFP材料體系，這些電動(dòng)車已有2900輛投入使用,。

此外,，松下、三星,、三菱,、現(xiàn)代、戴森,、寧德時(shí)代等數(shù)家企業(yè)都在加緊布局固態(tài)電池的儲(chǔ)備研發(fā),。

單質(zhì)硫的理論比容量和比能量可高達(dá)1675 mAh/g和2567 Wh/kg，硫還具有價(jià)格低廉,、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),，有望成為下一代理想的正極材料。

在同等質(zhì)量下,，鋰硫電池可擁有傳統(tǒng)鋰離子電池6-7倍的電量,，但目前使用壽命還達(dá)不到預(yù)期，未來(lái)鋰硫電池的使用循環(huán)壽命達(dá)到與鋰離子電池相當(dāng)之后,，將成為理想的替代產(chǎn)品,。

燃料電池是一種將燃料與氧化劑的化學(xué)能通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置。常用的燃料除氫氣外還有甲醇,、聯(lián)氨,、烴類及一氧化碳等。

氫燃料電池成為與鋰電池相抗衡的一大技術(shù)路線,，具有零排放,、長(zhǎng)續(xù)航、加氫時(shí)間短等特性,，但是也面臨氫氣制造,、存儲(chǔ)的銷量與安全性問(wèn)題以及催化劑金屬鉑的稀有方面。

實(shí)際應(yīng)用：豐田氫燃料電池車Mirai已經(jīng)在海外量產(chǎn)上市,，國(guó)內(nèi)的上汽大通也推出了

氫燃料電池車FCV80,，采用燃料電池系統(tǒng)為主、動(dòng)力電池為輔的雙動(dòng)力源,，最長(zhǎng)續(xù)駛里程可達(dá)500公里，售價(jià)為130萬(wàn)元,，補(bǔ)貼之后的實(shí)際際購(gòu)買價(jià)為30萬(wàn)元,。

石墨烯被譽(yù)為材料之王，具有極高的導(dǎo)熱性,、導(dǎo)電性,、比表面積等優(yōu)良特性，使其成為儲(chǔ)能、電子,、光電器件的首選材料,，應(yīng)用在電池領(lǐng)域，其對(duì)于快充,、耐高溫等特性的提升是非常顯著的,。

石墨烯雖然成為多方角逐的焦點(diǎn)，各國(guó)政府和產(chǎn)業(yè)也紛紛進(jìn)行布局,，但受限于成本等問(wèn)題,，石墨烯應(yīng)用方面還存在諸多問(wèn)題，目前市場(chǎng)應(yīng)用主要是以添加劑和輔助材料來(lái)使用,，難以發(fā)揮其真正實(shí)力,，因此也被稱為“工業(yè)味精”。例如在鋰電池中加入石墨烯材料,，或者作為導(dǎo)電劑提高快充性能的電池默認(rèn)叫法是“石墨烯基電池”,，而不是真正的“石墨烯電池”

2016年，東旭光電推出了號(hào)稱世界首款石墨烯基鋰離子電池產(chǎn)品--“烯王”,，2017年4月11日,，東旭光電與倍斯特聯(lián)合發(fā)布了石墨烯基鋰離子電池“烯王二代”。

官方介紹中,，烯王二代在5C條件下,，13—15分鐘即可快速充滿，時(shí)長(zhǎng)僅為普通充電產(chǎn)品的1/24;能量密度與普通磷酸鐵鋰電池相當(dāng),，略有提升;循環(huán)使用可達(dá)3500次,，近10年超長(zhǎng)使用壽命，是普通移動(dòng)能源的7倍;產(chǎn)品具有-30～80℃的寬溫度工作范圍,。

近期,，三星先進(jìn)技術(shù)研究院(SAIT)發(fā)表論文稱基于石墨烯技術(shù)的新電池容量將提高45%，充電速度提高5倍,，并且延長(zhǎng)電池使用壽命,。只需要12分鐘即可充滿電，而目前廣泛使用的鋰電池則需要一小時(shí)左右,。

此外,，這款新電池還能用于電動(dòng)車，因?yàn)槠淇稍谧罡?0攝氏度下保持穩(wěn)定,。如果該電池可以大規(guī)模生產(chǎn),，將成為行業(yè)里程碑。

點(diǎn)評(píng)：這五種電池技術(shù)并非獨(dú)立的,，其中石墨烯在材料上同樣可作為其他電池技術(shù)使用,，而金屬空氣電池等,、氫燃料電池與傳統(tǒng)鋰離子動(dòng)力電池搭配使用也可獲得更佳的使用效果。從目前的技術(shù)來(lái)看,，這些極具前景的電池技術(shù)要想取代現(xiàn)在的鋰電池依然有很長(zhǎng)的路要走,。

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