近年來,科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新使得電子技術(shù)突飛猛進(jìn),進(jìn)而使得各項(xiàng)電子產(chǎn)品也朝著便攜式-小型化發(fā)展,大部分電器也取代了傳統(tǒng)的直供電轉(zhuǎn)向了電池供電系統(tǒng)。常用鋰電池的充電過程,結(jié)合鋰電池發(fā)展技術(shù),分析了鋰電池的發(fā)展歷史及其現(xiàn)狀。

近期，一個(gè)新加坡的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了新一代鋰電池技術(shù)，只需2分鐘便可充滿70%的電量，意味著只需要15分鐘時(shí)間便可給一輛電動(dòng)汽車完成充電。此外，該技術(shù)還具備長達(dá)20年的電池壽命。

淺析鋰電池智能充電過程及其發(fā)展方向

據(jù)報(bào)道，新技術(shù)并非全新的電池技術(shù)，而是在原有技術(shù)上，把電池正極通常所使用的石墨材料換為了性價(jià)比更高的二氧化鈦凝膠。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，把這種化合物制作成納米結(jié)構(gòu)可以加快充電速度。通過這項(xiàng)技術(shù)，鋰電池的充電速度可以提升20倍，使用時(shí)間能夠延長到20年。

那么這項(xiàng)技術(shù)的用途都在哪些領(lǐng)域呢?與我們密切相關(guān)的無外乎兩個(gè)方面，一是手機(jī)，二是電動(dòng)汽車。智能手機(jī)現(xiàn)已基本普及，而電量問題依舊困擾大部分使用者，新的鋰電池技術(shù)一經(jīng)推廣，便能大大節(jié)省手機(jī)充電時(shí)間，提升智能手機(jī)用戶的滿意度。

在電動(dòng)汽車領(lǐng)域，目前國內(nèi)主要采用鋰電池提供動(dòng)力。隨著國內(nèi)霧霾天氣日益嚴(yán)重，燃油汽車的污染問題成為促進(jìn)我國電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)右颉６鴵?jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2015-2020年中國鋰電池行業(yè)市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》分析顯示，現(xiàn)在制約電動(dòng)汽車發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵問題就是充電時(shí)間過長。目前為了保證鋰電池的使用壽命能夠達(dá)到2000次左右，必須使用“慢充”模式(充電時(shí)間大都在6-8個(gè)小時(shí))，如此長的等待時(shí)間相信對(duì)任何一位車主來說都堪稱煎熬。

鋰電池智能充電過程及其發(fā)展分析

而新加坡南洋理工大學(xué)副教授陳曉東(ChenXiaodong，音譯)表示：“借助我們的納米技術(shù)，電動(dòng)汽車只需5分鐘即可大幅增加續(xù)航里程，這可以比拼目前的汽車所耗費(fèi)的加油時(shí)間。”因此，新一代鋰電池技術(shù)將為動(dòng)力汽車的推廣掃清前進(jìn)的障礙，促進(jìn)電動(dòng)汽車的推廣使用。與此同時(shí)，隨著電動(dòng)汽車的普及，也必將會(huì)反過來帶動(dòng)鋰電池的進(jìn)一步發(fā)展。

資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理

此項(xiàng)新技術(shù)若能盡快投入市場(chǎng)，則將有力保障我國近年來的動(dòng)力汽車推廣計(jì)劃，同時(shí)亦將推動(dòng)智能手機(jī)的發(fā)展完善，二者將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。筆者認(rèn)為，國內(nèi)鋰電池企業(yè)也應(yīng)著力從技術(shù)層面出發(fā)，做大做強(qiáng)本國的鋰電池產(chǎn)業(yè)，享受技術(shù)創(chuàng)新帶來的巨大效益。

拓展閱讀：鋰電池發(fā)展現(xiàn)狀分析

在智能電子設(shè)備成為人們的口袋新寵之后，如何讓這個(gè)“寵物”活久一點(diǎn)兒成為一個(gè)大問題。對(duì)于很多人來說，智能手機(jī)一天一充電已經(jīng)不是什么稀奇事了，當(dāng)然，手機(jī)如果有內(nèi)心，也一定是崩潰的，這可真是一天一個(gè)輪回呀，直至“過勞死”呀!如果現(xiàn)在有人告訴你，有種電池能夠讓你的智能玩伴超長待機(jī)一星期，估計(jì)大家的反應(yīng)會(huì)出奇一致，買買買全都買!

近日三星宣布將推出一款新型鋰電池，能夠有效延長電池的續(xù)航能力，徹底拋棄以前一天一充電的情況，將續(xù)航時(shí)長延伸至21個(gè)小時(shí)。這種電池在密度上比傳統(tǒng)電池要高1.5到1.8倍，采用硅質(zhì)陽極和石墨表面，可以一定程度的增加使用壽命。不過這款電池目前還處在實(shí)驗(yàn)階段，但已經(jīng)讓很多智能產(chǎn)品用戶看到了希望。

淺析鋰電池智能充電過程及其發(fā)展方向

回溯到電池的起源，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)從第一只存儲(chǔ)電的粘土瓶到現(xiàn)在的電池塊和芯片電池，這中間的歷程同樣漫長。1932年，考古學(xué)家在伊拉克發(fā)現(xiàn)了一只用來存儲(chǔ)靜電的粘土瓶，瓶子有上千年歷史，可見人類對(duì)電的認(rèn)識(shí)也同樣歷史悠久。不過綜合電池額發(fā)展史，我們其實(shí)可以看到，促使電池不斷發(fā)展的最大動(dòng)力，是其所使用的材質(zhì)。

電池的材質(zhì)變化很大。從“伏特電堆”中的鹽水，到銅電池中的稀硫酸，再到碳鋅電池中的氯化銨、干電池中的糊狀電解液、鐵鎳電池等等，不同的材質(zhì)所形成的電壓不同，而電池所能夠存儲(chǔ)的電量也是不同的。在不斷的嘗試和實(shí)驗(yàn)中，鋰離子電池問世了，并且成為當(dāng)下智能電子產(chǎn)品的最佳搭檔。

鋰離子電池發(fā)展現(xiàn)狀

鋰電池跟普通電池的區(qū)別在于，鋰電池可以循環(huán)充電使用。它主要依靠鋰離子在正極與負(fù)極之間運(yùn)動(dòng)來產(chǎn)生電能，現(xiàn)在很多智能電子產(chǎn)品中所用的電池是鋰離子電池。不過一般用戶都知道，這類智能電子產(chǎn)品的電池都比較嬌氣，不當(dāng)?shù)氖褂脮?huì)直接損傷電池使用壽命和儲(chǔ)電能力，這也解釋了為什么很多智能電子產(chǎn)品以前能夠用三天，現(xiàn)在只能用半天。

鋰離子電池采用碳素材料作為負(fù)極，以含鋰的化合物為正極，在電池充電的過程中，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極，同時(shí)嵌入負(fù)極的碳層微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電的容量越高。三星此次擬推出的新型鋰電池，便是從密度上入手，進(jìn)行研發(fā)技術(shù)升級(jí)。

跟傳統(tǒng)的電池相比，鋰離子電池已經(jīng)是開掛一般的存在，不過對(duì)用戶來說，鋰離子電池的續(xù)航能力弱、容量偏小都是問題。在鋰電池開始遭遇此類尷尬的時(shí)候，石墨烯的出現(xiàn)似乎是緩解危機(jī)的一大良方。

石墨烯能夠拯救鋰電池?

石墨烯電池是一種利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運(yùn)動(dòng)的特性，開發(fā)出的一種新能源電池。石墨烯具備高導(dǎo)電性、高強(qiáng)度、超輕薄等特性，通過這種材質(zhì)，鋰離子可以在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運(yùn)動(dòng)，因此石墨烯電池能夠?qū)讉€(gè)小時(shí)的充電時(shí)間濃縮為幾分鐘。

基于此，很多人認(rèn)為石墨烯會(huì)是拯救鋰電池的法寶。不過石墨烯電池的研發(fā)成本較高，目前很難做到產(chǎn)品的普及。現(xiàn)在很多國家都對(duì)石墨烯的前景抱有厚望，并紛紛成立石墨烯相關(guān)技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)，相信在不久的將來，鋰電池開掛還得靠它。

石墨烯鋰離子電池結(jié)構(gòu)示意

去年曾有新聞報(bào)出，西班牙一家公司同西班牙科爾瓦多大學(xué)合作研究出首例石墨烯聚合材料電池，其儲(chǔ)電量是目前市場(chǎng)最好產(chǎn)品的三倍，用此電池提供電力的電動(dòng)車最多能行駛1000公里，而其充電時(shí)間不到8分鐘。這類產(chǎn)品的推出，是電池轉(zhuǎn)型為蓄電池過程中的一個(gè)里程碑，如果能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)，電池的發(fā)展又將會(huì)進(jìn)入新篇章。

電池的發(fā)展史也是研究者們對(duì)不同材質(zhì)的探索史。鋰電池的出現(xiàn)促進(jìn)了智能電子設(shè)備的發(fā)展，而石墨烯是否會(huì)是改變鋰電池“短命”現(xiàn)狀的救星，從現(xiàn)在的市場(chǎng)期望來看，這種可能性還是很大的。能源是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的根本，反映到用戶身上，也許就是智能電子產(chǎn)品能否超長待機(jī)一星期。