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充電一次使用5天！澳洲研發(fā)出鋰硫電池，號(hào)稱(chēng)續(xù)航能力達(dá)1000公里！
世界最高效電池誕生了。
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未來(lái)或許再也不用隨身攜帶充電寶了。
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日前澳大利亞研究人員稱(chēng)，他們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一種新的鋰硫電池，可以讓智能手機(jī)使用5天、電動(dòng)汽車(chē)行駛1000公里。
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世界上最高效電池
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目前市面上的商用電池，包括手機(jī)、手表、筆記本電腦、電動(dòng)汽車(chē)等產(chǎn)品使用的電池都是鋰離子電池，而本次墨爾本莫納什大學(xué)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出來(lái)的這一“超級(jí)電池”，是鋰硫電池。鋰硫電池具有更高的能量密度和更長(zhǎng)效的動(dòng)力，不過(guò)該電池的缺點(diǎn)在于壽命較短。盡管此前已有某些飛機(jī)和汽車(chē)嘗試大規(guī)模生產(chǎn)、應(yīng)用該電池，從而淘汰鋰離子電池，但最終并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。
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法拉第研究所的電池專(zhuān)家稱(chēng)，鋰硫電池要想廣泛使用的最大難題就是硫的“絕緣性質(zhì)”和金屬鋰陽(yáng)極的降解。墨爾本莫納什大學(xué)團(tuán)隊(duì)重新配置了硫陰極的設(shè)計(jì)，讓它們能夠承受更高的應(yīng)力負(fù)荷，同時(shí)不會(huì)使得整體的性能下降。
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據(jù)了解，該技術(shù)靈感來(lái)自于獨(dú)特的橋接結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)最早記錄在20世紀(jì)70年代的洗衣粉加工過(guò)程中。墨爾本莫納什大學(xué)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種方法，在顆粒之間建立化學(xué)鍵，以適應(yīng)壓力，并提供了一種迄今為止在任何電池中都沒(méi)有見(jiàn)過(guò)的穩(wěn)定性。
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目前，墨爾本莫納什大學(xué)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將這項(xiàng)研究論文發(fā)表在了《科學(xué)進(jìn)展》雜志上，并且該研究團(tuán)隊(duì)的工作得到了澳大利亞政府的資助，還為他們研發(fā)的鋰硫電池申請(qǐng)了專(zhuān)利。據(jù)悉，該電池將在今年晚些時(shí)候進(jìn)行進(jìn)一步測(cè)試。
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墨爾本莫納什大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)稱(chēng)，他們研發(fā)的鋰硫電池是世界上最高效的電池，比傳統(tǒng)電池的性能高出了四倍。參與這項(xiàng)研究的副教授Matthew Hill表示，該電池的性能極具吸引力，并且如果以較低的制造成本、充足的材料供應(yīng)和對(duì)環(huán)境污染影響較低的方式生產(chǎn)該電池，那么這種電池將在整個(gè)商業(yè)化市場(chǎng)中具有極大的價(jià)值。
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目前，與該團(tuán)隊(duì)合作的德國(guó)研發(fā)合作伙伴弗勞恩霍夫材料和光束技術(shù)研究所已經(jīng)成功地制造了原型電池，與此同時(shí)，中國(guó)和歐洲一些鋰電池制造商也對(duì)該電池大規(guī)模生產(chǎn)制造非常感興趣。該團(tuán)隊(duì)中的研究人員表示，他們現(xiàn)在正處于創(chuàng)新商業(yè)化的“邊緣”。
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不過(guò)需要提醒的是，該電池要想真正實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，仍然需要解決一些技術(shù)層面的問(wèn)題，所以想要盡快見(jiàn)到這種電池的朋友們，需要耐心再等一等了。
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為研發(fā)高性能電池操碎了心的華為、特斯拉、三星
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其實(shí)研發(fā)高性能電池一直以來(lái)就是各大高校、企業(yè)在做的事情，他們研究的方向主要分為幾類(lèi)：一類(lèi)是華為、三星在持續(xù)研發(fā)的石墨烯電池；一種是特斯拉與達(dá)恩達(dá)爾豪西大學(xué)的杰夫·達(dá)恩研究團(tuán)隊(duì)合作研發(fā)的鎳鈷錳電池。
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其中華為在2016年就展示過(guò)自己研發(fā)的石墨烯電池，并且還與英國(guó)曼徹斯特大學(xué)合作研究石墨烯的應(yīng)用，即將石墨烯領(lǐng)域的突破性成果應(yīng)用于消費(fèi)電子產(chǎn)品和移動(dòng)通信設(shè)備。華為Mate 20上就采用了石墨烯的材料，不過(guò)是在散熱單元，而不是電池層面。
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2017年11月27日，三星宣布研發(fā)出了基于石墨烯材料的新電池技術(shù)，能夠?qū)⒊潆娝俣忍嵘?倍，電池容量增加45％，但該石墨烯電池至今并未在三星任何設(shè)備上應(yīng)用。
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石墨烯電池一直是電池領(lǐng)域的“大熱門(mén)”，其能夠極大地提升電池安全性、也能讓電池散熱性更好、電池體積變小，還可以提電池的能量密度。但一直以來(lái)石墨烯電池?zé)o法商用的主要原因是，它在技術(shù)上的局限和居高不下的成本。技術(shù)層面，目前很少有企業(yè)或者研究機(jī)構(gòu)能批量生產(chǎn)石墨，多數(shù)企業(yè)只能小量生產(chǎn)石墨烯使用的生產(chǎn)技術(shù)是氧化還原法，而使用這一方法生產(chǎn)出的石墨烯溶液存在很多技術(shù)上需要突破的問(wèn)題。
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成本方面，石墨烯被稱(chēng)為“黑金”，高純石墨烯每克售價(jià)在1000元以上，高導(dǎo)電石墨烯每克的售價(jià)在600元左右。因此石墨烯電池距離商業(yè)化應(yīng)用，還有非常遠(yuǎn)的道路要走。
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特斯拉與達(dá)爾豪西大學(xué)的杰夫·達(dá)恩研究團(tuán)隊(duì)合作研發(fā)的鎳鈷錳電池，或許距離商業(yè)化應(yīng)用更近。2016年雙方展開(kāi)合作，特斯拉后來(lái)還在達(dá)恩建立的集團(tuán)總部附近投資了一個(gè)新的研究實(shí)驗(yàn)室，2019年9月，該實(shí)驗(yàn)室發(fā)表的一篇論文中稱(chēng)，他們研發(fā)了一種鎳鈷錳電池，該電池使用壽命可超過(guò)160萬(wàn)公里，儲(chǔ)能裝置中可以用20年，這就是馬斯克曾說(shuō)的可以跑百萬(wàn)英里的電池。
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2019年5月特斯拉以2．18億美元收購(gòu)了電池技術(shù)公司Maxwell，該公司具有干電極技術(shù)，能夠?qū)㈦娦镜哪芰γ芏忍嵘?00WH／kg以上，甚至有可能提升到500Wh／kg，與當(dāng)前特斯拉的電芯相比在能量密度層面翻了一倍，具備超低損耗率。
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今年10月份外媒又稱(chēng)特斯拉可能收購(gòu)了電池制造公司Hibar，該公在國(guó)際上以精密計(jì)量泵、注液系統(tǒng)以及電池制造系統(tǒng)出名，一直是電池行業(yè)中一次電池和二次電池生產(chǎn)的首選供應(yīng)商。
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2019年4月馬斯克稱(chēng)，這種新電池組將在今年投產(chǎn)面世，屆時(shí)我們關(guān)于該電池的種種疑問(wèn)也將一一揭曉。
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總而言之，高性能電池的研發(fā)取得新突破，甚至在商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用嘗試都值得我們期待，并且只要有一種高性能電池的出現(xiàn)，都將對(duì)整個(gè)消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生巨大的影響，但愿我們?cè)缛諗[脫電量焦慮。
