什么在阻碍电池无限量扩容
电池的续航能力一直是技术难点,特斯拉让全球消费者看到了增加电池存储量的可能,但现有的电池技术还有多大的增量空间?
目前,电子用品市场上应用最广泛的是锂离子电池,特斯拉产品也用这种电池。锂离子电池属于二次电池,可以重复使用。
1991年,索尼公司推出第一块商品化锂离子电池,并带来电池工业的一次革命。锂离子电池首先进入手机、数码相机等消费类电子产品市场,没用几年时间就一统天下,将镍镉电池、镍氢电池等逐出市场。
其实,二次电池领域也是一个大家族,有铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池、钠硫电池、液流电池等。全球电池市场中,铅酸电池的市场份额,在所有二次电池中仍占据绝对主导地位,不过锂电池增势迅猛。
2018年,锂电池全球市场规模将比2013年增加31.7%,占整体电池市场的比重,达到三成左右。
能量密度、价格、安全、寿命、体积等是衡量电池的常用指标。黄学杰分析,电池在不同的使用环境中,侧重的指标不一样,“不同的设备中,对电池指标的注重可以协调,尤其是相互制约与矛盾的指标”。
手机电池需要在最小的尺寸里装尽量多的能量,安全系数会低一些,消费者可以忍受高一些的价格,寿命也可以短一些,一般3年就够;汽车用电池需要10年以上的寿命,安全系数要求更高,同时价格不能太高;在大的储能领域,需要电池寿命达到20年以上,体积指标可以放松一些。
在上述指标中,显示设备续航能力的电池能量密度,常常与安全性是相互矛盾的,即能量密度越高,危险性也就越大。
锂电池的关键技术主要集中在正负极材料、电解质和隔膜上,材料的性能和制备工艺很大程度上决定了电池的性能。