在當(dāng)前這個(gè)到處都充斥著數(shù)碼產(chǎn)品的時(shí)代，電池可謂是一切設(shè)備的“生命之源”?，F(xiàn)在最常見的電池種類是鋰離子電池，但是隨著數(shù)碼產(chǎn)品功能的日益強(qiáng)大，鋰離子電池也在越做越大。這樣一來，我們的設(shè)備就難以保持“苗條”的身材。日前，劍橋大學(xué)的科學(xué)家發(fā)布了鋰空氣電池，這種電池未來有可能成為主流的電池形態(tài)。

據(jù)美國(guó)《每日科學(xué)》網(wǎng)站21日?qǐng)?bào)道，美國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)出一種新型鋰空氣電池，可在自然空氣環(huán)境下工作，并在破紀(jì)錄的750次充電/放電循環(huán)后仍能正常工作。研究人員表示，這款鋰空氣電池有望掀起電池領(lǐng)域的新革命，相關(guān)論文發(fā)表于最新一期的《自然》雜志。

想要更高性能的電池？光是增加容量可不行?，F(xiàn)在雖然各個(gè)國(guó)家都在研發(fā)生物燃料電池，但是因?yàn)槌杀镜脑蛟谑袌?chǎng)易用階段都沒有普及，不過日本國(guó)家材料科學(xué)研究院最新宣布已經(jīng)開發(fā)出一種能量密度空前的新型鋰電池。NIMS將這種新型鋰電池稱為“鋰空氣電池”，其單位體積下的能量密度幾乎逼近極限。同時(shí)成本也能夠得到很好的控制。

鋰空氣電池，又被稱為金屬燃料電池，簡(jiǎn)單理解，就是用金屬鋰做負(fù)極，空氣中的氧氣做正極的一種鋰電池。如果單純考慮電極的理論比能量，已經(jīng)接近了汽油。但它的反應(yīng)可逆性差，反應(yīng)過程需要催化劑。加上電解質(zhì)的質(zhì)量，當(dāng)前水平的鋰空氣電池單體能量密度比高鎳三元高不了太多。因此還需要技術(shù)上的突破，才能發(fā)揮電極的高比容量?jī)?yōu)勢(shì)。

去年，劍橋大學(xué)科學(xué)家宣布獲得巨大突破，它們開發(fā)了“鋰空氣”（lithium-air）電池，科學(xué)家宣稱新電池的性能是現(xiàn)有鋰電池的10倍。新技術(shù)直接使用空氣中氧氣的部分電子，而不是使用存儲(chǔ)在電池一端的電子，他們宣稱電池的性能可以大幅提高，充電一次可以讓一輛電動(dòng)汽車從倫敦開到愛丁堡。

美國(guó)麻省理工學(xué)院MIT開發(fā)了一款新型鋰空氣電池電池設(shè)計(jì)，能夠解決目前鋰空氣電池復(fù)雜、低效和壽命低不實(shí)際的缺陷，保持傳統(tǒng)鋰離子電池的高效節(jié)能優(yōu)點(diǎn)。有望生產(chǎn)適用于個(gè)人電子產(chǎn)品至快速充電電動(dòng)汽車的低成本高效能電池。

從中科院寧波材料所獲得較新消息，該所研究團(tuán)隊(duì)已研制出基于石墨烯空氣陰極的千瓦級(jí)鋁空氣電池發(fā)電系統(tǒng)。他們采用石墨烯復(fù)合錳基氧化物催化劑以及新型石墨烯基高效空氣陰極將單體電池功率密度了提高25%，大幅度提升了金屬空氣電池綜合性能。該電池系統(tǒng)能量密度高達(dá)510 Wh/kg、容量20 kWh、輸出功率1000 W。

鋰離子電池為當(dāng)今儲(chǔ)能技術(shù)主流，已廣泛用于各類 3C 產(chǎn)品與電動(dòng)車，但鋰金屬含量?jī)H占地殼的 0.06%，且近年需求量大增，導(dǎo)致原物料價(jià)格上漲，再加上安全性質(zhì)為人詬病，因此除了改善電池性能與降低成本，也有團(tuán)隊(duì)尋求鋰基之外的電池。

目前，大力發(fā)展新能源汽車已成為各國(guó)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、應(yīng)對(duì)氣候變化的共識(shí)，很多國(guó)家更是將發(fā)展新能源汽車上升到國(guó)家戰(zhàn)略高度。美國(guó)、歐洲、日本等國(guó)的各大汽車集團(tuán)均推出各自的發(fā)展計(jì)劃，如大眾提出「2025 戰(zhàn)略」，預(yù)計(jì)到 2025 年推出超過 30 款的電動(dòng)車，銷量力爭(zhēng)達(dá)到 300 萬輛。尤其是 2016 年以來，主要汽車強(qiáng)國(guó)更是紛紛加大新能源汽車產(chǎn)業(yè)的支持力度。

從手機(jī)、3C 產(chǎn)品到電動(dòng)車或是大型儲(chǔ)能電廠，鋰離子電池可說是無處不在，為當(dāng)今儲(chǔ)能技術(shù)主流，但安全性質(zhì)一直為人詬病，因此不少科學(xué)家試圖找出各式解決辦法。根據(jù)美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)期刊《Nano Letters》，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)納米線（nanowires）不僅可降低鋰離子電池的易燃性，也可以增強(qiáng)電池性能。

東旭光電的石墨烯產(chǎn)品“烯王”電池推出了第二代，已在電動(dòng)滑板車、共享電單車、電動(dòng)車等領(lǐng)域陸續(xù)應(yīng)用，并逐步向新能源汽車產(chǎn)業(yè)延展。東旭光電相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，搭載公司石墨烯基鋰離子電池的新能源客車預(yù)計(jì)不久將進(jìn)入市場(chǎng)。光電顯示業(yè)務(wù)、石墨烯應(yīng)用產(chǎn)業(yè)、新能源汽車產(chǎn)業(yè)成為推動(dòng)公司發(fā)展的“三駕馬車”。

被稱為“黑金”的新材料之王石墨烯近年來成為各國(guó)戰(zhàn)略布局新材料的“必爭(zhēng)之地”。

　具有超高電子遷移率和超強(qiáng)機(jī)械韌性的石墨烯在太陽能電池、散熱器、柔性電子器件等領(lǐng)域中極具發(fā)展前景。

鋅空氣電池成本昂貴且難以充電，過去一直無法大量應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦等消費(fèi)性電子產(chǎn)品上，但最近，來自澳洲悉尼大學(xué)和新加坡南洋理工大學(xué)的研究人員聲稱，他們已經(jīng)找到了新的突破方法，可以使用更低成本的電催化劑來幫助鋅空氣電池達(dá)到可充電目標(biāo)。若能使用該方法量產(chǎn)電池，將有機(jī)會(huì)和鋰離子電池一較高下。

“深圳應(yīng)該增加像華為一樣的世界級(jí)企業(yè)，石墨烯的版圖里，或許就有條件有機(jī)會(huì)可以孕育這樣的企業(yè)?！?

合肥工業(yè)大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)制備出一種高強(qiáng)度、自支撐、超薄透明的石墨烯薄膜，并將其組裝為全固態(tài)柔性超級(jí)電容器，為下一代柔性電子器件的研發(fā)開辟了新路徑。相關(guān)成果4月12日發(fā)表在《化學(xué)》期刊上。

鋰空氣電池是一種非常有潛力的高比容量電池技術(shù)，其利用鋰金屬與氧氣的可逆反應(yīng)，理論能量密度上限達(dá)到11000Wh／kg，遠(yuǎn)超過鋰電池目前200＋Wh／kg的實(shí)際能量密度，因此得到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的熱捧，被廣泛認(rèn)為是一項(xiàng)電池領(lǐng)域中未來的顛覆技術(shù)。

近日，來自美國(guó)伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校、美國(guó)能源部（DOE）阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和加州州立大學(xué)北嶺分校的研究人員在《Nature》上發(fā)表了一篇研究成果，稱已經(jīng)成功研發(fā)出“鋰空氣”電池，該技術(shù)產(chǎn)品最終可能成為鋰離子電池的最佳替代者，有可能幫助突破電動(dòng)汽車?yán)锍唐款i。

鋰空氣電池的性能究竟有多好，是真的靠譜嗎，聽聽知乎作者鋰電檻內(nèi)人哥淡定的回答。

麻省理工學(xué)院的工程師已經(jīng)開發(fā)出一種連續(xù)的制造工藝，可以生產(chǎn)長(zhǎng)條高質(zhì)量的石墨烯。該團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果首次證明了可用于制造高質(zhì)量石墨烯的工業(yè)可擴(kuò)展方法，該方法適用于過濾各種分子（包括鹽、較大離子、蛋白質(zhì)或納米顆粒）的膜。這種膜應(yīng)該用于脫鹽、生物分離和其他應(yīng)用。