电池的大问题之四,材料选择上的捉襟见肘

　　电池的大问题之四，材料选择上的捉襟见肘，以及其它

　　我假设看到这里的人完全理解了可充放电池设计上的种种限制。为了有序的电子转移，为了有序的锂离子与锂原子的分布，电池需要电解质以及各种辅助材料，需要在阴极阳极表面有规整的结构，而这些都是以能量密度为代价的。

　　现在回到我开头的论点：

　　1)电池技术太弱了： 这些设计多么巧妙，明明是人类智慧之大成。

　　2)电池技术大有可为：对于未来的展望，我们必须有一个现实的态度。电池技术已经发展了百余年，早就过了爆发期;支持电池技术发展的理论科学为物理与化学，它们的理论大发展大突破都是在二战前就已经结束了。可预见未来的电池技术，必然是基于现在的电池的发展。

　　在民用领域，电池的能量密度是让人最为头疼的问题之一，但又是最难解决的问题.过去的电池能量密度之所以能不断提高，是因为科学家一直在找原子量更小的元素来充当氧化剂，还原剂，以及支持结构。于是我们见证了从铅酸到镍镉，从镍镉到镍氢，从镍氢到现在的锂离子的可充放电池发展历程，但以后呢?

　　还原剂方面：我在开头就说过了。电子转移比例高的元素就那么几个：氢，碳，硼，铍，锂。其中适合作为可充电电池还原剂的只有锂。氢，碳 只在燃料电池中出现。硼，铍至今都不是主要的研究方向，我也不知道这是为什么。

　　氧化剂方面：如果不用过渡金属，那么选择就是第二行第三行的主族元素。卤素显然不行，那么就剩下氧与硫。现实是 锂空气电池(锂 氧)与锂硫电池都有很多人研究，但进展都不乐观。为啥?

　　因为电池的表面结构才是大问题。

　　现在纳米技术不是进展很大么?以后科学家们肯定能用各种纳米线纳米管纳米球纳米碗石墨烯设计出精细有序的表面结构的。那些实验室们隔三差五的都会放出几个大新闻啊。

　　1)石墨一直是锂电池负极材料的不二选择，事实上如果只考虑能量密度的话，金属锡更适合作为负极材料。但到现在为止也就sony 推出过 锡电极的电池 (Sony nexelion 14430W1) 为什么会这样?

　　2) 除了钴酸锂之外，目前的其它锂电池正极热点材料 还有三元化合物Li(NiCoMn)O2 磷酸铁锂 (LiFePO4) 然而由于压实密度原因，采用这些材料的电池的容量并不如钴酸锂电池。

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