世界最高效電池誕生了。

未來或許再也不用隨身攜帶充電寶了。

日前澳大利亞研究人員稱，他們已經(jīng)開發(fā)出了一種新的鋰硫電池，可以讓智能手機(jī)使用5天、電動汽車行駛1000公里。

世界上最高效電池

目前市面上的商用電池，包括手機(jī)、手表、筆記本電腦、電動汽車等產(chǎn)品使用的電池都是鋰離子電池，而本次墨爾本莫納什大學(xué)團(tuán)隊研發(fā)出來的這一“超級電池”，是鋰硫電池。鋰硫電池具有更高的能量密度和更長效的動力，不過該電池的缺點(diǎn)在于壽命較短。盡管此前已有某些飛機(jī)和汽車嘗試大規(guī)模生產(chǎn)、應(yīng)用該電池，從而淘汰鋰離子電池，但最終并沒有實現(xiàn)。

法拉第研究所的電池專家稱，鋰硫電池要想廣泛使用的最大難題就是硫的“絕緣性質(zhì)”和金屬鋰陽極的降解。墨爾本莫納什大學(xué)團(tuán)隊重新配置了硫陰極的設(shè)計，讓它們能夠承受更高的應(yīng)力負(fù)荷，同時不會使得整體的性能下降。

據(jù)了解，該技術(shù)靈感來自于獨(dú)特的橋接結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)最早記錄在20世紀(jì)70年代的洗衣粉加工過程中。墨爾本莫納什大學(xué)團(tuán)隊設(shè)計了一種方法，在顆粒之間建立化學(xué)鍵，以適應(yīng)壓力，并供應(yīng)了一種迄今為止在任何電池中都沒有見過的穩(wěn)定性。

目前，墨爾本莫納什大學(xué)團(tuán)隊已經(jīng)將這項研究論文發(fā)表在了《科學(xué)進(jìn)展》雜志上，并且該研究團(tuán)隊的工作得到了澳大利亞政府的資助，還為他們研發(fā)的鋰硫電池申請了專利。據(jù)悉，該電池將在今年晚些時候進(jìn)行進(jìn)一步測試。

墨爾本莫納什大學(xué)研究團(tuán)隊稱，他們研發(fā)的鋰硫電池是世界上最高效的電池，比傳統(tǒng)電池的性能高出了四倍。參與這項研究的副教授MatthewHill表示，該電池的性能極具吸引力，并且假如以較低的制造成本、充足的材料供應(yīng)和對環(huán)境污染影響較低的方式生產(chǎn)該電池，那么這種電池將在整個商業(yè)化市場中具有極大的價值。

目前，與該團(tuán)隊合作的德國研發(fā)合作伙伴弗勞恩霍夫材料和光束技術(shù)研究所已經(jīng)成功地制造了原型電池，與此同時，我國和歐洲一些鋰離子電池制造商也對該電池大規(guī)模生產(chǎn)制造非常感興趣。該團(tuán)隊中的研究人員表示，他們現(xiàn)在正處于創(chuàng)新商業(yè)化的“邊緣”。

不過要提醒的是，該電池要想真正實現(xiàn)商業(yè)化，仍然要解決一些技術(shù)層面的問題，所以想要盡快見到這種電池的朋友們，要耐心再等一等了。

為研發(fā)高性能電池操碎了心的華為、特斯拉、三星

其實研發(fā)高性能電池一直以來就是各大高校、公司在做的事情，他們研究的方向重要分為幾類：一類是華為、三星在持續(xù)研發(fā)的石墨烯電池；一種是特斯拉與達(dá)恩達(dá)爾豪西大學(xué)的杰夫·達(dá)恩研究團(tuán)隊合作研發(fā)的鎳鈷錳電池。

其中華為在2016年就展示過自己研發(fā)的石墨烯電池，并且還與英國曼徹斯特大學(xué)合作研究石墨烯的應(yīng)用，即將石墨烯領(lǐng)域的突破性成果應(yīng)用于消費(fèi)電子產(chǎn)品和移動通信設(shè)備。華為Mate20上就采用了石墨烯的材料，不過是在散熱單元，而不是電池層面。

2017年十一月二十七日，三星宣布研發(fā)出了基于石墨烯材料的新電池技術(shù)，能夠?qū)⒊潆娝俣忍嵘?倍，電池容量新增45％，但該石墨烯電池至今并未在三星任何設(shè)備上應(yīng)用。

石墨烯電池一直是電池領(lǐng)域的“大熱門”，其能夠極大地提升電池安全性、也能讓電池散熱性更好、電池體積變小，還可以提電池的能量密度。但一直以來石墨烯電池?zé)o法商用的重要原因是，它在技術(shù)上的局限和居高不下的成本。技術(shù)層面，目前很少有公司或者研究機(jī)構(gòu)能批量生產(chǎn)石墨，多數(shù)公司只能小量生產(chǎn)石墨烯使用的生產(chǎn)技術(shù)是氧化還原法，而使用這一方法生產(chǎn)出的石墨烯溶液存在很多技術(shù)上要突破的問題。

成本方面，石墨烯被稱為“黑金”，高純石墨烯每克售價在1000元以上，高導(dǎo)電石墨烯每克的售價在600元左右。因此石墨烯電池距離商業(yè)化應(yīng)用，還有非常遠(yuǎn)的道路要走。

特斯拉與達(dá)爾豪西大學(xué)的杰夫·達(dá)恩研究團(tuán)隊合作研發(fā)的鎳鈷錳電池，或許距離商業(yè)化應(yīng)用更近。2016年雙方展開合作，特斯拉后來還在達(dá)恩建立的集團(tuán)總部附近投資了一個新的研究實驗室，2019年九月，該實驗室發(fā)表的一篇論文中稱，他們研發(fā)了一種鎳鈷錳電池，該電池使用壽命可超過160萬公里，儲能裝置中可以用20年，這就是馬斯克曾說的可以跑百萬英里的電池。

2019年五月特斯拉以2．18億美元收購了電池技術(shù)公司Maxwell，該公司具有干電極技術(shù)，能夠?qū)㈦娦镜哪芰γ芏忍嵘?00WH／kg以上，甚至有可能提升到500Wh／kg，與當(dāng)前特斯拉的電芯相比在能量密度層面翻了一倍，具備超低損耗率。

今年十月份外媒又稱特斯拉可能收購了電池制造公司Hibar，該公在國際上以精密計量泵、注液系統(tǒng)以及電池制造系統(tǒng)出名，一直是電池行業(yè)中一次電池和二次電池生產(chǎn)的首選供應(yīng)商。

2019年四月馬斯克稱，這種新電池組將在今年投產(chǎn)面世，屆時我們有關(guān)該電池的種種疑問也將一一揭曉。

總而言之，高性能電池的研發(fā)取得新突破，甚至在商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用嘗試都值得我們期待，并且只要有一種高性能電池的出現(xiàn)，都將對整個消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)巨大的影響，但愿我們早日擺脫電量焦慮。