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超级电池|超级电池：榴莲电池充电30秒、钻石电池超小超长寿( 二 )


我们希望未来几年部分电子随身设备的电池功能有所提高 ， 这将改善人们的生活质量 。英国牛津大学材料科学家莫罗·帕斯塔称 ， 35年前化学技术发展已处于停滞不前的状态 。据悉 ， 帕斯塔是牛津大学法拉第研究所的项目负责人 ， 他负责研发新一代锂离子电池技术 。他的目标是提高锂离子电池的能量密度 ， 同时提高其工作效率 ， 这样电池就不会因为反复充电和放电而降低功能性 。
为了做到这一点 ， 帕斯塔致力于使用陶瓷制成的固体材料来替代锂离子电池中极易燃的电解质液体 ， 使用固体可以降低电池短路或者不稳定情况下电解液燃烧的风险 。2017年 ， 三星手机出现一系列电池故障起火事件之后 ， 立即召开250万部Galaxy Note 7s手机 ， 采用固体替代传统电解液对于未来手机安全性至关重要 ， 因为大多数便携式电子产品中的聚合物凝胶电解质是易燃的 。
这种固态电池也可以使用致密的金属锂代替石墨正极 ， 从而大幅增加能量存储 ， 这可能对未来电动汽车产生深远影响 。
目前 ， 每辆电动汽车的电量相当于数千块iPhone手机电池 ， 专家分析称 ， 未来几年电动汽车将逐渐取代多数国家的化石燃料汽车 ， 向固态电池的革命性转变意味着充电续航时间更长 。
我们希望电池在未来几年广泛应用于电气设备和便携式电子设备 ， 那么 ， 我们是否应该寻找锂电池的替代品来减轻它对环境的影响呢？
世界上大部分的锂都是从南美洲大型盐沼中开采出来的 ， 但是这个过程需要大量水 ， 对环境构成一定破坏和污染 。
安第斯山脉的“锂三角区”——包括阿根廷、玻利维亚和智利的部分地区 ， 这里蕴藏着世界50%以上的锂金属自然资源 ， 但是从盐碱地提取锂需要水 ， 并且是大量的水 。据悉 ， 在智利阿塔卡马盐沼地区 ， 开采锂金属的过程中 ， 每提取900公斤锂金属 ， 大约需要使用100万升水 。其间涉及将富含金属的盐逐渐溶解在水中 ， 过滤然后蒸发 ， 直到提取纯锂盐 。然而 ， 智利环保机构警告称 ， 该地区的锂、铜金属开采消耗的水资源远大于自然降水量 。
为了解决这个问题 ， 德国卡尔斯鲁厄理工学院研究人员正在研究如何在电池正极使用不同金属 ， 例如：钙或者镁 。钙是地壳中含量第五大元素 ， 不太可能像锂那样出现供应问题 ， 但利钙改善电池性能的研究仍处于起步阶段 。镁也显示出令人鼓舞的初步成效 ， 特别是在能量密度方面 ， 并且有很好的商业前景规划 。
近年来 ， 一些科学家正在积极寻找更容易获得的材料代替锂金属 ， 美国马里兰大学材料创新中心主任胡良兵（音译）使用多孔木片作为电极 ， 制造了一种电池 ， 金属离子在里面反应产生电荷 。木材存量丰富 ， 成本低 ， 重量轻 ， 在电池应用中显示出高性能潜力 。目前 ， 经过多年研制的最新电池可使用木材存储电能 ， 其中包括木材纤维上涂锡 ， 由于木材曾作为木本植物能够渗透传递养分 ， 因此木材制成的电极具有存储金属离子的能力 ， 不会像锂离子电池那样出现膨胀或者收缩的危险 。
“刚果有一个普遍现象 ， 几乎每个矿工都是带着孩子去挖锂矿 。”
虽然胡良兵研究团队预测称木质电池未来可用于便携式电子设备以及大规模能源存储 ， 但当前此项技术还无法对笔记本电脑进行充电 ， 仍在实验室进行测试验证 。目前 ， 木质电池充电速度相对较快 ， 一台配备木质电池的电子设备经过100次充电 ， 仅能维持初容电容量的61% 。


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