一、新型电池的发展背景

自第二次世界大战以来，为了适应工业以及宇宙航行等新技术的发展需要，先后研制成了多种新型电池。

《中国新型电池供需预测与投资前景分析报告》研制新型电池都遵循这样一个方向，即自重小、体积小、容量大、温度适应范围宽、使用安全、储存期长、维护方便。应用于空间技术方面的电池还特别注意性能可靠、密封性好，能经受得住各种严酷的空间环境和发射环境的考验。

二、新型电池的种类

1．锌银电池

锌银电池通称为银锌电池，采用氢氧化钾或氢氧化钠为电解液，由银作正极材料，锌作负极材料。由银制成的正极上的活性物质是多孔性银，由锌制成的负极上的活性物质主要是氧化锌。灌入电解液，经充电后，正极的银变成二价的氧化银，负极的氧化锌变成锌。锌银电池一般装在塑料壳内或装在铝合金、不锈钢的外壳内。

锌银电池主要优点是比能量高，它的能量与质量比（单位质量产生的有效电能量）达W·h/kg～W·h/kg（是铅蓄电池的3～4倍）。适宜于大电流放电的锌银电池应用于军事、航空、移动的通信设备、电子仪器和人造卫星、宇宙航行等方面。制成钮扣式微型的锌银电池应用于电子手表、助听器、计算机和心脏起搏器等。

2．锂电池

锂在自然界是最轻的金属元素。以锂为负极，与适当的正极匹配，可以得到高达W·h/kg～W·h/kg的能量质量比。

以锂作为负极的电池都叫锂电池。作为一次电池目前试用的，一种是以高氯酸锂为电解质，由聚氟化碳作正极材料的锂电池，另一种是以溴化锂为电解质由二氧化硫为正极材料的锂电池。

锂电池的主要优点是在较小的体积或自重下，能放出较大的电能(比能量比锌银电池大得多)，放电时电压十分平稳，储存寿命长，能在很宽广温度范围内有效工作。应用和锌银电池相同。从发展趋势看，锂电池的竞争能力将超过锌银电池。

3．太阳电池

目前常用的太阳电池是由硅制成的；一般是在电子型单晶硅的小片上用扩散法渗进一薄层硼，以得到PN结，然后再加上电极。当日光直射到渗了硼的薄层面上时，两极间就产生电动势。这种电池可用作人造卫星上仪器的电源。除硅外，砷化镓也是制作太阳电池的好材料。

4．原子电池

据年的报道，当时国外正对第一个原子电池进行测试。这个可输出20瓦、质量为kg的原子电池已沉入北海海底，向邻近的海洋测量站供电。

这种电池密封在长84cm、直径69cm、铅外壁厚10cm的圆柱体中。它的核心部分是锶90。当锶衰变时，它产生相当于W的热能，然后通过热电发生器将热能转化为电能。最后输出的电功率是20W，电压28V。据称这种原子电池不需维护，至少可用5年，估计可用10年。

5、新型纳米硅锂电池问世，容量是传统锂电池的5倍

80岁的中国工程院院士陈立泉是中国锂电产业的奠基人。上世纪80年代，陈立泉和团队在中国率先开展了固体电解质和锂二次电池研究。年，他带领科研团队在国内率先研制出锂离子电池，率先解决了国内锂离子电池规模化生产的科学技术与工程问题，实现了国内锂离子电池的产业化。

在江苏溧阳，陈立泉院士的得意门生李泓，带领团队经过二十多年的技术攻关，在一项锂电池关键原材料上获得了突破，并在年进行了量产。

纳米硅负极材料是他们自主研发的新材料，用它做成的纽扣电池，其容量是传统石墨锂电池的5倍。

三、新型电池层出不穷“电动中国”正在建设

1、钛酸锂电池

不仅是中科院科物理所，很多企业也都在探索新能源电池的新技术、新材料。在广东珠海的一家新能源公司，一辆纯电动公交车在公司的充电示范区进行充电。

充电三分多钟，剩余电量就由33%上升到60%以上，仅仅8分钟，这辆公交车的电量就充满了，显示为99%。城市公交车线路固定、一个来回的公里数不会超过公里，利用公交司机休息的时间充电，可以充分发挥钛酸锂电池充电快的优势，另外钛酸锂电池还有循环寿命长的优势。

尽管钛酸锂电池有长寿命、高安全、充电快的优势，但是钛酸锂电池的能量密度不够高，只有锂电池的一半左右。因此，他们把目标市场放在了公交车、专用车辆，以及储能电站等对能量密度要求不高的应用场景。

2、钠离子电池

年，同样师从陈立泉院士的中科院物理所研究员胡勇胜带领团队，开始致力于钠离子电池技术的研发，经过的10年技术攻关，开发出了钠离子电池，在国内以及全球钠离子电池底层研发及产品应用领域都处于领先地位。

相比锂离子电池，钠离子电池最大的一个优势就是原材料分布广泛、价格便宜。生产负极材料的原料就是经过洗选的煤炭，每吨的价格不到一千元，远远低于几万元一吨的石墨价格。而另一种材料碳酸钠，同样资源量丰富，价格便宜。

钠离子电池不易燃烧，安全性好，在零下40摄氏度都可以工作，但是能量密度不如锂电池，目前只能用在低速电动车、储能电站等对能量密度要求较低的领域。不过，钠离子电池的目标是用做储能设备，目前已经开发出千瓦时的储能电站系统。

对于未来动力电池、储能电池发展的方向，中国工程院院士陈立泉认为，安全性和成本仍然是动力电池、储能电池等技术攻关的核心要求。在传统能源紧缺的情况下，储能电池能够促进可再生能源并网应用，改善峰谷用电矛盾，形成绿色、可持续的能源结构。

四、日本的新型锂离子电池

事实上，锂离子电池一向被视为电子工业时代最伟大的发明之一。作为一种便携式能量源，其在智能手机、新能源汽车以及便携式穿戴设备等领域，都发挥着极其重要的作用。

然而因为技术的限制，锂离子电池长期存在成本高、有安全隐患两大问题。之前有奇瑞EQ的车主在网络曝光称，电池进水报废后的维修费用高达元，价格相当高昂。

三星最有名的爆炸门事件中，导致1个月内30多部三星GalaxyNote7手机爆炸起火的原因，正是锂离子电池存在的缺陷。

这两大科研人员全力攻克的主要难题，就在近日有了大突破。

日前，曾负责日产汽车电池研究的堀江英明提出了一种全新的方案，他发明了一种新型电池以取代锂离子电池。据他介绍，这种新型电池不仅具有很好的安全性，还能降低90%的成本。

新型电池的正面和背面由聚合物集电器制成，分别具有负极性或正极性，并构成电池盒的一部分。长达10米的电池片可以一层一层堆叠在一起，进而大幅增加电池的容量。这种方法还能很大程度的简化生产过程，提高生产效率。

此外，这种新型电池用树脂结构，代替了电池的金属内衬电极和液态电解质。既能降低90%的成本，还能借助树脂材质的防火性，和双极设计，提高电池的安全性。

这已经不是日本首次在锂电池领域实现大突破了。原本锂电池的使用寿命在10年左右，后来日本夏普与京都大学的田中功教授联手研发出了使用寿命可达70年之久的锂离子电池。

年，日本东京大学的研究小组，研发出了一种具有灭火机能的高性能电解液，可应用在锂离子电池上。当锂电池着火爆炸时，电解液能化身为灭火剂。

这种新型电池如果真的能大规模运用，势必会推动很多行业的发展。

五、日本的氢电池

日本和我们国家一样也在大力发展新能源汽车，但他们所使用的电池和我们是不一样的，他们的电池工作重心在氢燃料上，氢电池则采用燃烧发电的方式，也就是在通过里面自己燃烧氢能量来获得电力。

日本之所以会大力发展氢燃料电池是由自身所处的地理环境所决定的，我们都知道日本的国土面积是比较小的，只相当于我们国家的一个省份，而且日本的能源是比较匮乏的，很多能源都只能依靠进口来维持，尤其是化石能源，所以日本在拼命想开发新的能源来减少对外的依赖。经历过福岛核泄露事件以后，日本减少了核电站的规模，让原本就不是很多的电力资源更加少了，如果和我们一样使用锂电池的话，电力的工业会跟不上。

日本在前两年就开始重视对氢能源的开发，起草了《能源基本计划》，鉴于上次的核泄漏事件，日本决定缩减核电站的规模，并加强对氢能源的建设，未来将使用氢气作为主要的能源，所以氢能源的利用就成了日本未来发展的重中之重。现在我们对氢气的运用是非常不成熟的，所以成本比较高，日本也在尽可能想办法降低成本。

使用氢燃料的新能源汽车主要要克服“电解技术”“氢燃料电池”和“氢供应链”这三个环节，与使用锂电池的电动车不同，使用氢气作为燃料的电动车要安装能够储存氢气的物质和燃烧氢气的电池，氢气的燃烧是需要氧气的，所以要将空气与燃料电池相结合，这样亲戚才能够燃烧起来产生动力供汽车使用。

使用氢气的电动车在本质上是和燃油车一样的，只不过两者所燃烧的能源不同，燃烧油的车会产生大量的有害气体，而且，地球上的油量储备是有限的，用完以后就没有了，氢气则不同，氢气燃烧以后产生的主要是水，对环境是没有污染的，而且氢气是可以从空气中提取出来的，不会枯竭，只用氢气的汽车和燃油车一样，只需要加了氢气就可以正常行驶了，非常的方便，而使用锂电池的新能源汽车，充电的时间普遍偏长。

不管是从技术上还是环保方面，使用氢气的汽车比起电动车是要强上不少的，但我们国家目前也在发展使用氢能源的汽车，只不过由于现在技术不是很成熟，我们国家的新能源汽车还是以电动车为主，但在以后也肯定会使用氢能源汽车，只不过是时间问题而已。日本氢电池和中国锂电池，究竟谁更可靠，谁才是未来？

六、中国石墨烯电池

“超级电池”在路上了！传统电池没法比，专家：充电5秒通话2小时！

中国石墨烯电池的研发即将进入新阶段，或彻底改变锂电池时代。专家指出，“超级电池”在路上了。一旦相关技术成熟，现有的智能手机设备可以做到充电5秒通话2小时，传统电池根本没法比的程度。

据了解，石墨烯这个新材料自从本世纪初被人发现以来就一直伴随着各种“技术革命”的声音，甚至今年还因为华为公司新手机公布前石墨烯电池应用的“谣言”而大火了一段时间，尽管此后被证实是谣言，但这显然意味这全球资本对于石墨烯这一技术的

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