誰解決了電池問題,誰就是下一個世界首富?
在這個問題之前,我們先來說說電池的發(fā)展史。
1800年,意大利物理學(xué)家亞歷山德羅·伏特發(fā)明了世界上第一塊電池。
1859年,由法國物理學(xué)家賈斯頓·普蘭發(fā)明了最早可以充電的電池,鉛酸蓄電池。
大約在1947年,鎳鎘電池問世,它多使用在對能量需求更大的場合。
1950年,堿性鋅錳電池問世。
1960年,燃料電池問世。
1970年 ,鋰電池問世。
1980年,氫鎳電池問世。
1991年,索尼生產(chǎn)出第一塊商用鋰電池。
在20世紀(jì)大多數(shù)時間里,鉛酸蓄電池和鎳鎘電池主宰了整個充電電池市場,這兩種電池至今仍被人們使用著。盡管在單位體積存儲電量上,這兩種電池比不上新型的電池,但是它們的制造成本低,價格上有極大的優(yōu)勢,如今幾乎所有汽車的啟動發(fā)動機(jī)都是靠小型鉛酸蓄電池組提供脈沖電能的,占據(jù)了全球充電電池市場的近一半。在飛機(jī)及火車上,人們使用鎳鎘電池作為緊急備用動力來源。
21世紀(jì)初,鋰電池開始大規(guī)模的應(yīng)用于,手機(jī)、筆記本電腦等數(shù)碼電子產(chǎn)品,并一直延續(xù)至今。
我們可以明顯感受到這些年科技的進(jìn)步與發(fā)展。單從手機(jī)這個縮影來看,摩托羅拉在1974年發(fā)布了第一部手機(jī),在不到半個世紀(jì)時間里,手機(jī)的變化可以說是日新月異,在外觀、性能、拍照…是朝著全面性、均衡性發(fā)展。滿足了多數(shù)人聽歌、拍照,以及記錄視屏等基本要求,不用帶各種電子設(shè)備,使人們只帶一部手機(jī),就可以做到覆蓋人們生活中80%以上的適應(yīng)需求,極大的方便了人們的出行。
遭遇瓶頸
但是,相比于屏幕,處理器的升級,我們現(xiàn)有的電池技術(shù),主要還是采用上個世紀(jì)發(fā)明的鋰電池技術(shù)。在30多年的發(fā)展中,電池的核心技術(shù)并沒有得到核心的突破,科學(xué)家們在把元素周期表的所有元素進(jìn)行推演,依舊沒有發(fā)現(xiàn)可以完美替代鋰電池的存在。鋰電池較高的能量密度,在單位重量下存儲的電量是鉛蓄電池的5倍以上,且自身重量輕,不是重金屬,對環(huán)境污染低,也是它一直在使用的原因。在鋰電池基礎(chǔ)上,科研者也在不斷的尋求新的正極材料,以及更換電解質(zhì)溶液來提升電池的容量,但今天智能手機(jī)的耗電情況也一直在增加,此消彼長下也就沒有明顯的提升。
新型電池
當(dāng)下,市場也出現(xiàn)了一些新的電池技術(shù):石墨烯電池,柔性太陽能電池,錳氫氣電池。
1.石墨烯電池:自2010年制備石墨烯的方法獲得諾貝爾物理學(xué)獎一來,就一直受到人們的關(guān)注。石墨烯電池,是指利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性,而開發(fā)出的一種新能源電池。諸多優(yōu)良性能,如透光性好,導(dǎo)電性能優(yōu)異、導(dǎo)熱性較高,機(jī)械強度高受到歡迎,但是目前生產(chǎn)工藝不成熟,難度大,性能不穩(wěn)。前段時間聽傳華為已經(jīng)成功研制石墨烯電池,不知真假。(其實也有很多人覺得石墨烯在國內(nèi)過分夸大,石墨烯電池前景并不會特別好)。
2.柔性太陽能電池:柔性太陽能電池,是薄膜太陽能電池的一種,而且技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)良、成本低廉、用途廣泛。在金屬表面照射紫外光,可以發(fā)生光電效應(yīng)。
3.錳氫氣電池:錳氫氣電池是由美國斯坦福大學(xué)崔屹教授領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊研發(fā)的一種電池,可循環(huán)充電超萬次的錳氫氣電池,用高表面積的碳作為正極集流體( ps :集流體就是匯集電流的結(jié)構(gòu)或零件),用由催化劑控制的氫氣作為負(fù)極,用硫酸錳鹽作為電解液,可循環(huán)充電1萬次以上,壽命可達(dá)10年以上。使用前景雖然不錯,但是目前看依然沒有那么快實現(xiàn)規(guī)模化。
其實現(xiàn)在手機(jī)充電速度的不斷提升,也是局限于電池技術(shù)發(fā)展緩慢,在不能總體提升電池容量的情況下,提升充電速度是唯一的選擇。
可以說,電池就是未來的下一個風(fēng)口,價值不可估量。電池技術(shù)的解決,對科技電子產(chǎn)業(yè)的推動作用是非常巨大的,手機(jī)、筆記本等可以在現(xiàn)有得基礎(chǔ)上,做的更加的纖薄,更加美觀,可以為電子產(chǎn)品騰出更多的空間,去放置更多的元器件。而且,近年來電動汽車作為新能源汽車的出現(xiàn),受到了國家的重視,電池問題的解決,也會很好的推進(jìn)該產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。同樣對其他產(chǎn)業(yè)也會起一個多米諾骨牌效應(yīng)。
所以說,誰解決電池的問題,誰就是未來的首富,也是很有依據(jù)的。
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