鉅大LARGE | 點擊量：364次 | 2022年09月24日
解讀"黑科技"：超級電池離我們有多遠？
相信大家近幾年來看到各種超級電池的研發(fā)成功或取得重大進步的新聞時候，都會忍不住在下面評論：說了這么多，距離商用還是那么遠。各路公司和研究院為我們畫了那么多張2020年以后的大餅，難道我們現(xiàn)在真的沒辦法體驗到這些電池黑科技嗎？
實則不然，其實很多“超級電池”早早的就已經開始商用了，只不過制作成民品的話，價格還是顯得比較高的。而有的電池受制于工藝，可能尚未應用于生活更多處。有些超級電池已經在你的生活里，你自己沒感受到而已。
伏打電堆
今天給大家介紹的這幾種電池都是已經商用了的電池，這些電池目前的重要特點還是在充放電方面比較有優(yōu)勢，而能量密度方面就略有欠缺。像這種電池就比較適合在瞬時電流較大的環(huán)境工作，比如電動汽車。而一些不用充電的超長續(xù)航化學電池則可以應用在極端環(huán)境下，克服無法充電帶來對的不便。
1、放電倍率高達70C的電池
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
最近的一條超級電池新聞就是東芝的SCiB電池（超級電荷離子電池），據稱這種電池在測試中經過5000次充放電后，依然能維持90%以上的容量，而且可以在-10℃環(huán)境中進行快充。目前SCiB電池使用二氧化鈦當做電池陽極，下一代將會使用鈦鈮氧化物的陽極材料，并將鋰離子更加有效的儲存在晶體結構中，讓新電池比傳統(tǒng)電池容量提升兩倍。
東芝的SCiB電池
在實驗中，一輛緊湊級電動汽車在充電分鐘后跑了越320公里，是目前牌普通鋰離子電池的三倍之多。乍一聽這款電池已經裝在了電動汽車上并取得了突破性的進展，但距離實際應用還有多少年呢？
事實上，SCiB電池已經應用在混動汽車上了。在萬能的X寶上甚至能夠買到。不過這種電池并沒有那么高的能量密度，90*60*13mm體積的電池擁有3AH的容量，但放電可達70C的倍率，瞬時電流達到數(shù)百安培，這也是混/電動汽車起步扭矩巨大遠超汽油機的原因之一，充放電可以達到1.5萬次，一般比較豪華的家用混動汽車也是用類似的電池技術。之所以對SCiB電池感到陌生，只不過汽車在銷售的時候并未說明而已。
2、最玄幻的鋁空氣電池
汽車保有量雖然高，但混動汽車也不是人人都擁有的。接下來要說的“鋁空氣電池”雖然聽上去比任何電池都要玄幻，但起碼普通人用很低的成本就能使用，而且可以在沒有任何電源補給的情況下續(xù)航很多天。
鋁空氣電池原理
鋁空氣電池以高純鋁為負極，氧為正極，氫氧化鉀或氫氧化鈉水溶液為電解液。鋁在空氣中獲取氧發(fā)生化學反應，轉化為氧化鋁，而這一過程會出現(xiàn)放電反應，原理很簡答，普通人在家也能用手邊的材料制作，但達到最高性能還是要很強的要求的。
鋁空氣電池成品
由于是化學電池，鋁作為電池的“燃料”來使用的，可以通過更換鋁電極的方式來解決較慢的充電速度問題。雖然鋁電極是一次性使用的，但能量密度理論上可以達到8100Wh/kg，實際應用中的鋁空氣電池在同樣能量情況下只有鉛酸電池重量的12%。
在售的鋁合金板能達到3600Wh/kg
在生活里當然沒有必要去使用化學電池來供電，但是在野外，尤其是無法獲取太陽能的時候，一杯鹽水，甚至一泡尿也可以作為電解液使用，并且一組鋁電極能讓你用上好幾天。目前利用鋁空氣電池的產品已經在電商上出售，專攻戶外應急。而助聽器這種對電池續(xù)航較為敏感的產品，也可以使用紐扣空氣電池，得以達到一周的續(xù)航，使用方法就是將空氣隔離膜撕掉即可使用，不用加注電解液。
3、十五分鐘充滿電不是開玩笑
石墨烯在前些年被各個公司媒體炒得火熱，號稱萬能的新材料，一時間石墨烯代替硅芯片、超高容量石墨烯電池的新聞噴涌而出，各種大餅“呼面而來”，搞得好像未來人類全要靠石墨烯來拯救一般。
自己在家就可以制備石墨烯
相有關一噸原料是幾十萬元的鋰離子電池來講，而論克賣的石墨烯光成本上就比鋰離子電池原料高了好幾個量級，還不說性能究竟如何。那么“專家”們經常爆出的商用石墨烯電池究竟是怎么樣一種存在呢？
石墨烯鋰離子電池電芯
市面上極多號稱石墨烯電池的產品其實都是將石墨烯作為一種導電材料應用的，全石墨烯電池放眼現(xiàn)在，即使在未來，都不可能達到民用級?？量痰氖褂脳l件，高得嚇人的成本以及還有更高性能更低成本的代替品都是讓全石墨烯電池得不到廣泛應用的原因。
石墨烯充電寶早已在售
如此說來，石墨烯電池就真的百無一用嗎？其實目前市面上已經有很多石墨烯基鋰離子電池充電寶開始出售了，實際應用中與前文的東芝SCiB電池性能體現(xiàn)完全相反，石墨烯基鋰離子電池充電寶重要體現(xiàn)在充電速度方面，15分鐘充滿已經是X寶上這類充電寶的統(tǒng)一口號。
要單獨用一個電源適配
不過要一個能夠供應高電壓大電流的充電器來配合使用，電壓只有5V的USB就不用想了，充電速度與普通充電寶充電無異，而專用充電器可以達到12V/5A，換算一下6000mA容量用十幾分鐘充滿真的不是癡人說夢?？瓷先プ畈豢赡艿氖╇姵貙嶋H上是距離我們生活最近的。
4、一步到位不存在的
其實每當我們看到新聞號稱各種強悍性能的電池被研發(fā)出來，并給你畫了個大餅的時候，不用那么著急去糾結什么時候能走向民用。我們所看到的號稱幾千公里續(xù)航，幾十倍能量密度的電池都是比較極端化的產物，而這些成果誕生的過程中，會經歷N多材料處理工藝和試驗，而副產物雖然不會達到宣稱中那么玄幻的性能，但能夠快速商用的技術也會比現(xiàn)在的電池性能強很多。
無論是空氣電池還是石墨烯電池，只要在未來誰掌握了商用高性能電池技術，就有可能是下一個世界首富。所以全世界有無數(shù)的人在開發(fā)新電池，有些早已達到商用的程度，但有一句話叫做“生不逢時”，當社會沒進化到對一種高新技術有迫在眉睫需求的時候，好的科技產品即使拿出來，也未必有人會買賬。
新科技產品即使能夠以當前成本獲得數(shù)倍性能，也不能亂投放到市場當中。舉一個簡單的例子，全球有N家電池廠，其中有一家研發(fā)出能量密度是現(xiàn)在兩倍的電池，且價格是同樣體積重量電池的1.5倍，這就已經足夠讓世界瘋狂起來了，世界上絕大部分電池的訂單全都涌向這一家，其他電池廠的生存難以為繼，對經濟有著很大的影響。瞬間呈十倍百倍上升的訂單也會導致原料供應不及時的問題，假如電池廠制造國并沒有足夠的原料去生產而是通過進口，出口國則可以猛漲原料價格，導致電池售價增高，將會再次達到難以接受的地步，新電池的壽命也會在此終結。
其實這里提到的只是非常膚淺的因素，涉及到新技術能夠良好應用到民用級別的因素有很多。胡亂將新技術投放到市場是一種非常不明智的行為，漲價可能只是最輕的后果，挑起戰(zhàn)爭的幾率也不低。所以新技術應用應該循序漸進，作為普通百姓，我們能做的就是呼吁提高新技術下放的速度，并靜靜的等待就好了
