亚洲欧美日本国产专区一区-日韩亚洲精品在线观看视频-精品国产黄片91-婷婷精品在线观看

電池技術(shù)為什么如此高深莫測(cè)，以至于一直是手機(jī)等相關(guān)行業(yè)的短板？！

1，電池技術(shù)本身并不怎么高深莫測(cè)?；驹磉€是當(dāng)年伏打電池，也就是氧化還原反應(yīng)。翻開(kāi)高中化學(xué)書把電化學(xué)章節(jié)復(fù)習(xí)一遍，你就基本可以覆蓋80%以上的電池原理。高中化學(xué)書上介紹的Zn Cu原電池用的是氫離子，原理和現(xiàn)在鋰離子電池一樣，只是把正負(fù)極材料、電解液換換，氫離子再換成鋰離子罷了。

2，但是，原理簡(jiǎn)單不等于性能可以很容易地提高。電池系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的多變量系統(tǒng)。拿鋰離子電池來(lái)說(shuō)，找到適合的氧化還原反應(yīng)，只是萬(wàn)里長(zhǎng)征走完了第一步，只說(shuō)明能發(fā)生如此氧化還原反應(yīng)的材料有可能作為電池正負(fù)極材料，讓鋰離子在正負(fù)極間來(lái)回穿梭，從而實(shí)現(xiàn)充放電的目的。但這是否真正可行，卻受制于太多因素。

發(fā)生副反應(yīng)不行，效率太差不行，穩(wěn)定性不好也不行，因?yàn)檫@樣沒(méi)幾圈電池里的鋰都被無(wú)謂地消耗了，性能不會(huì)好。

循環(huán)穩(wěn)定性不好也不行，有些電池開(kāi)始100圈充放電還不錯(cuò)，但是慢慢地效率就越來(lái)越差，最后只能達(dá)到開(kāi)始時(shí)的一半甚至更低。

安全性不好絕對(duì)不行，不用解釋。
材料成本太高不行，衍生出工藝太復(fù)雜也不行，什么納米藝術(shù)啥的甭看你文章發(fā)多高，玩出什么花來(lái)，只要用成本一砍, 只要一刀就死了。成本低，性能過(guò)得去，九死一生；成本高，十死無(wú)生（除非是用到心臟起搏器等不計(jì)成本的醫(yī)療器械中）。

充放電速率問(wèn)題，由于移動(dòng)電源線路板鋰離子在電池中的擴(kuò)散是一個(gè)動(dòng)力學(xué)上的受制過(guò)程（也就是慢過(guò)程--請(qǐng)復(fù)習(xí)物理化學(xué)相關(guān)內(nèi)容）。所以原理上講不可能通過(guò)增大電流來(lái)提高充放電速率（這是現(xiàn)在很多號(hào)稱能快速充放電電池的手段）。加大電流，電池外做功回路（電子）電流密度增大，但電池內(nèi)部鋰離子的擴(kuò)散由于比較慢，根本跟不上這個(gè)節(jié)奏，所以必然要犧牲性能。一分鐘充電的電池當(dāng)然可以做出來(lái)，但是性能可能只有3小時(shí)充電容量的1/4。而且還沒(méi)有考慮大電流帶來(lái)的安全隱患（會(huì)起火爆炸）。

可能有人會(huì)問(wèn)，為什么鋰離子擴(kuò)散速率這么慢，因?yàn)殇囯x子在電池內(nèi)的擴(kuò)散不像電子在金屬導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng)那么簡(jiǎn)單飄逸，導(dǎo)帶和價(jià)帶重疊，自由電子運(yùn)動(dòng)那叫一個(gè)酸爽。但鋰離子從負(fù)極到正極的運(yùn)動(dòng)（放電過(guò)程）是先從負(fù)極（固體）費(fèi)勁吧唧地脫出，進(jìn)入粘糊糊的液體（有機(jī)電解液）或有機(jī)高分子或其他固態(tài)電解質(zhì)，鋰離子游完泳上岸再進(jìn)入固體--正極材料。這種固--液--固的反應(yīng)你可以想象有多慢，這還不算要穿過(guò)隔膜（絕緣高分子，避免電池內(nèi)正負(fù)極接觸造成短路），兩次穿過(guò)固液界面，任何微小的表面副反應(yīng)都會(huì)雪上加霜。

因此電池這個(gè)系統(tǒng)原理簡(jiǎn)單，但是進(jìn)一步提高性能，取得革命性突破非常困難。需要解決科學(xué)和工程的一系列問(wèn)題，涉及到化學(xué)、物理、表面、界面、結(jié)構(gòu)、熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)等交織在一起的諸多問(wèn)題。電池系統(tǒng)根本不能用摩爾定律，我們現(xiàn)在用的電池和1990年代的差得并不太多。你打開(kāi)iPhone iPad一看就明白了，所有主板電路越來(lái)越小，電池占了一大半。蘋果最新的超薄pro大家都看到了，那薄薄的殼下面就是幾層電池。這種尷尬估計(jì)還要持續(xù)很多年。

無(wú)論是移動(dòng)電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車乃至大規(guī)模儲(chǔ)能，大家對(duì)未來(lái)電池的要求都差不多--能量密度高，性能穩(wěn)定，安全可靠，壽命長(zhǎng)，充電速度快，而且要便宜，環(huán)保。。。某種新材料或能滿足其中若干項(xiàng)，但滿足所有要求確實(shí)難度極高。做理論模擬的已經(jīng)把元素周期表和晶體數(shù)據(jù)庫(kù)翻了不知道多少遍了，能合成出來(lái)的加上根本合成不出來(lái)（不穩(wěn)定）的潛在目標(biāo)現(xiàn)在看起來(lái)依然有這樣那樣的問(wèn)題，而且用上述諸多要求一卡，發(fā)現(xiàn)甚至遠(yuǎn)不如目前市場(chǎng)上的流行材料。相對(duì)于負(fù)極材料來(lái)說(shuō)，正極材料更是瓶頸中的瓶頸。有忽悠者經(jīng)常忽悠一些新概念，比如鋰空氣，鎂電池，鋁電池，這些要么純扯淡（鋰空），要么需要從頭開(kāi)始開(kāi)創(chuàng)一個(gè)全新體系（如鎂電池），難度異常大。電池研究是材料學(xué)中的硬科學(xué)，需要最起碼對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)，晶體學(xué)，電化學(xué)，物理表征分析如XRD，XPS，磁性，中子衍射，紅外熱重拉曼核磁，乃至同步輻射相關(guān)的X-ray吸收譜，甚至DFT計(jì)算都要有所了解或精通若干。需要有從最基本的化學(xué)合成到最終電池器件的組裝之動(dòng)手能力。這些要求一個(gè)人幾乎不可能達(dá)到，需要團(tuán)隊(duì)的努力和合作。如此大投入還需要找到一個(gè)明智有前途的方向，否則就白搞了。比如IBM團(tuán)隊(duì)花了好幾年時(shí)間研究鋰空，最后發(fā)現(xiàn)悲劇了，結(jié)果項(xiàng)目被砍掉。

另外，現(xiàn)在排名第一的那個(gè)回答最后明顯錯(cuò)誤，基于已知或相似材料結(jié)構(gòu)計(jì)算、預(yù)測(cè)電池能量密度，容量，電壓（電量不是嚴(yán)格意義上的術(shù)語(yǔ)）根本不是什么難事。計(jì)算也不需要太長(zhǎng)時(shí)間，而且計(jì)算值和實(shí)驗(yàn)值也吻合很好。很多系統(tǒng)比如氧化物，磷酸鹽都算了很多，都有l(wèi)ibrary了，請(qǐng)參考MITCeder組的文章。對(duì)于未知結(jié)構(gòu)，那屬于從頭模擬，人類現(xiàn)在當(dāng)然沒(méi)有這個(gè)上帝視角的能力。 更詳細(xì)的請(qǐng)點(diǎn)擊登陸：http://www.rfzr.net.cn/product-69.html