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電池技術(shù)的突破還有多遠(yuǎn)?

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1021次  |  2018年12月28日  

人類的發(fā)展過程,是對能源使用的過程,也是能源升級的過程,每一次科技的大規(guī)模進(jìn)步,都與能源的升級和進(jìn)步有著巨大的關(guān)系。


在中國,燧人氏開啟了人類用火的時(shí)代,使人類開始了使用一次能源的時(shí)代,使人類可以使用植物木材中所儲存的大量能源,這一古老的能源使用直到近兩百年才被終結(jié),這次能源革命來自于人類對煤的大量使用,雖然人類很早就發(fā)現(xiàn)了淺層煤,但在很長的時(shí)間里,人們?nèi)匀皇且揽磕静暮蛠碜杂谀静牡哪咎縼慝@得能量。


同樣,人類在約2000年前就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了石油,班固《漢書》中就已經(jīng)有了對石油的記載,但是直到近代19世紀(jì)以后,石油蒸餾技術(shù)的發(fā)現(xiàn),才使石油的大規(guī)模使用成為可能,而現(xiàn)在,石油和煤炭早已成為了人類生存最為主要的兩種能源,甚至人類一度擔(dān)心石油和煤炭被用盡的風(fēng)險(xiǎn)。


據(jù)統(tǒng)計(jì),人類在工業(yè)時(shí)代每年所燃燒的能量,比過去數(shù)千年總共燃燒的能量的總和還要多,這也是為什么近百年來地球溫室效應(yīng)不斷加強(qiáng),地強(qiáng)溫度不斷升高的重要原因,過去數(shù)百萬年、甚至數(shù)億年間太陽能量在地球上形成的大量的煤和石油,為人類的工業(yè)時(shí)代提供了足夠的能源。


但油煤能源的最大問題就是其燃燒所帶來的溫室效應(yīng),并且其能源品質(zhì)并不足夠高,猶其在需要大量能源的今天,這些能源已經(jīng)不足以滿足人類對于能源的需求,猶其是航天、特種等特殊領(lǐng)域,對能源的要求就變的更高,同時(shí)為了滿足人類需求的大量常規(guī)能源,而又不繼續(xù)加劇溫室效應(yīng),人類就必須探索新能源的使用。

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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%

為了方便人類對能源的使用,對能源的保存和轉(zhuǎn)儲也是人類面臨的重要問題,電能是非常好的中間能源,并且可以通過非燃燒的方式獲得,風(fēng)力、水力甚至核能都可以獲得能源,但電力能源的存儲仍然是大問題。


電力能源的特殊性在于,他并非一種物質(zhì)能源,但人類通過電力能源和化學(xué)能源之間轉(zhuǎn)化,發(fā)明了可以存儲能源的電池,這使得人類有了可以保存這一能源的可能,人類龐大的現(xiàn)代文明系統(tǒng)其實(shí)是建立在電力系統(tǒng)上的文明,包括照明、通信、各種電子設(shè)備其實(shí)都是依賴于電力運(yùn)轉(zhuǎn),因此,存儲和快速轉(zhuǎn)化電能,也是人類最為實(shí)際的需求。


因?yàn)殡娏梢钥焖俳尤氲浆F(xiàn)代文明的系統(tǒng)中,就連提供機(jī)械能轉(zhuǎn)換的電機(jī),其體積和重量也要小于同功率的內(nèi)燃機(jī),而在電子機(jī)器人領(lǐng)域,電機(jī)更是必不可少,那么,如何方便快速的獲取電能,就成為人類對于能源未來的期待方向,無線輸電和電池技術(shù)成為兩條可選的方案,由于無線輸電技術(shù)目前還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有成熟,因此人類仍需要將希望放在電池上。


可以說,電池技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)成為制約人類發(fā)展的一個(gè)重要因素,沒有合適的電源,人類就無法使通訊設(shè)備自由的續(xù)航,也無法使電動汽車達(dá)到令人滿意的續(xù)航里程,在很多無法實(shí)現(xiàn)有線輸電的場景下,都將會成為人類的限制。


人類在發(fā)展進(jìn)程中,使用過多種多樣的電池技術(shù),依賴電解液的酸性和堿性電池,被電子設(shè)備大量采用的傳統(tǒng)鋰離子電池,還有近些年來一直處于研究使用中的氫燃料電池,都是人類在電池使用探索中的重要成果。

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標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備

但是,目前的電池技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足人類的需求,猶其近年來,人類對新能源的渴望越來越迫切,電動車的發(fā)展也開始倒逼電池產(chǎn)業(yè),要么解決電量的問題,要么解決充電速度問題,讓這兩個(gè)指標(biāo)達(dá)到人們可以接受的范圍內(nèi),否則,電能的移動化使用一直會是一句空話。


目前,人類已經(jīng)將主要精力集中在石墨烯電池上,由于石墨烯材料可以使鋰離子自由穿梭,這種能力不僅可以使電池的容量大大增加,重要的是其使的電池的真正快充成為可能,將電池的充電時(shí)間縮短至一分鐘內(nèi),這將可能比汽車加油的時(shí)間還短,足夠可以滿足家用汽車的使用。


新電池技術(shù)使用,還可以增加特種航天電器的電量儲存能力,大大減輕用于儲存電量的電池重量,為特種和電子設(shè)備留出更大的空間,無人機(jī)的續(xù)航里程,更是可以通過電池技術(shù)的改進(jìn),真正實(shí)現(xiàn)全天候巡航,可以說,電池技術(shù)的突破,為人類帶來的變化,將會是非常巨大的,而這一變化,也正在快速的變成現(xiàn)實(shí)。

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