為什么鋰離子電池一直得不到新的沖破？

隨著5G的普及，手機非得適應新一代網絡的電源需求。當5G出現的時候，手機會很快消耗掉所有的電量。據外媒報道，近日諾基亞的研究人員申請了一項新的電池技術專利，該技術可以更好地支持5G服務，或能讓5G手機的電池續航/使用壽命延長一倍。不過，報道稱諾基亞的這項研究可能要多年才能實現。為什么電池技術研究進度如此緩慢？將來手機電池技術將要怎么樣沖破？

為甚么電技術停滯不前？

準確的說，人類的電池技術不是停滯不前，而是相對其他技術發展緩慢。今朝手機主要采用的是鋰離子電池。電池的發展是從在早期，上世紀80年代的鎳鎘電池，大得像塊磚頭，就是運用在“大哥大”上的；

90年代初期2G網絡成熟，手機電池也有了進步，手機廠商開始拋棄傳統內含圓柱形鎳鎘電池的電池倉，轉而采用定制小型化的鎳鎘電池組。隨后鎳氫電池世，相對前一代電池它的記憶效應不是那么分明。這也是它的優點，因為有記憶效應的電池每次需要都洋溢。否則會讓電池活性降低。到了92年索尼多年研發的鋰電池終于投入商業使用，但是在當時，它高昂的售價和不突出的電量取不到任何的優點，也僅僅只能在自家的產品上使用。到了94年戴爾筆記本首次采用鋰電池，隨后眾多手機廠商跟風以鋰電池為一大賣點。到了90年代末期，隨著鋰電池制造技術的更新，以及新型材料的誕生，鋰離子電池加工制造成本降低，體積減小，容量得以張大。這個時候就是鋰離子電池普及的開端。

為甚么手機電池至今還沒有很大的發展？鋰離子電池從70年代被發明，90年代被使用，21世紀初被大規模使用于電腦手機等設備，到了今朝2019年，近30年以來鋰離子電池的核心技術和理論都沒有很大沖破。這是為社么呢？

鋰離子電池是化學電池，構成為正負極和電解質。通用的鋰離子電池，正極為鈷酸鋰，負極為石墨，經過反復實驗，這兩種材料是最默契穩定的。而且鋰離子電池環境友好沒有記憶效應，相比之前的鎳氫電池不用每次都洋溢100%的電量。

鋰離子電池能量密度高，單位體積內能存儲更多的電量。其他材料要么不夠今朝智能設備使用，要么體積過大不符合今朝對于電子設備輕薄的要求。

鋰離子電池性價比高，相對于其他材料，鋰離子電池是最實惠的，電池研究也有其他的新型正負極材料，但成本相對較高，涉及到商業推廣使用，最大的問題就是降低成本。

所以今朝的鋰離子電池技術要得到發展，要從正負極材料入手，找到比石墨和鈷酸鋰更高效更便宜的搭檔材料才行，但這并不是容易的事情。從另外的角度將，今朝電池技術雖然沒有提升，但充電技術有很多的創新，如快充技術、閃充技術還有無線充電技術是最為流行的。

將來的電池技術方向？

今朝鋰離子電池技術處于發展的瓶頸，但仍有發展空間。有幾種新型材料被業內人士看好。

硅碳復合材料，這是將來電池負極材料的一種，理論容量為4200mAh/g以上，比石墨類材料的372mAh/g高了10倍多。若能批量加工容量將會大有提升；鈦酸鋰，這種電池的主要優點是壽命長，循環壽命達1萬次以上，屬于零應變材料，其體積變化小魚1%，不生成傳統的SEI膜，安全性相對較高，在充放電時熱穩定性高，可以實現快速充電。石墨烯，石墨烯透光性好、導電性強、導熱性高，機械強度高，但由于目前批量加工工藝不成熟、價格高，性能不穩定，今朝一般用戶石墨烯液冷散熱；碳納米管，這是一種石墨化結構的碳材料，具有良好的導電性能，由于它脫嵌鋰的時候深度小、行程短，作為負極材料在大倍率充放電時極化作用小，可以提高電池的大倍率充放電性能。富鋰猛基正極材料，這是一種密度較高的正極材料，相較于正極材料的磷酸鐵鋰580Wh/kg的能力密度，它的密度可以達到900Wh/kg。雖然它容量優點分明但研發成本也比較大，發展比較緩慢。陶瓷氧化鋁，陶瓷復合材料一直都是新型材料的研究熱點，用于電池材料也并不出奇，陶瓷氧化鋁主要用于電池隔膜中，它針對于電池體系涂抹隔層空間更大，但制作工藝要求很高，價格相對昂貴。

總的來說將來電池的發展需要新型的替代材料，降低體積，增加單位體積內的蓄電能力，增加單位時間內的充電效率。以及降低成本。這樣電池技術才會得以發展。

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