新型电池简介

1 新型电池

所属类别 :

生活日用品

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。

发展方向

自重小、体积小、容量大等

发展要求

加速新技术开发降低原材料消耗等

新型电池

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100W·h/kg～130W·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 2 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380W·h/kg～450W·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1975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1398kg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300W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。

中国发展

新型电池是发展能源技术、提高能源生产和利用效率的主力军，随着中国快速发展的经济对新型电池需求的增加，中国政府将继续在政策、资金等方面支持新型电池的研究与发展。

随着全球范围内电子信息产品制造业的迅猛发展，与电子产品小型化、便携化相适应的新型电池产业获得了前所未有的发展机遇。以锂电池、太阳能电池、燃料电池为代表的新型 3 电池产业步入了高速成长期，产业规模增长迅猛。在作为外力的下游制造业市场需求拉动和作为内力的自身技术进步持续推进的双重作用下，新型电池产业的产业链日趋完善、产业内涵进一步丰富、产业转移趋势合理，产业发展的势头强劲。

中国新型电池企业必须抓住新的发展形势，加强新型电池安全性的研究，提高产品竞争力，加强品牌意识，顺应小型化、轻量化发展趋势，加大新型电池的开发应用，加速新技术开发，降低原材料消耗，降低成本，加强合作，只有这样才能在新形势下立于不败之地。

新型电动汽车电池技术问世！ 可将电池能量密度提高2倍成本降一半

盖世汽车讯 据外媒报道，当地时间6月10日，电动汽车电池技术领导者OneD Battery Sciences宣布推出一项可为下一代电动汽车电池提供动力的突破性技术——SINANODE。对于电动汽车行业而言，打造含有更多硅的电池一直是一个挑战，而SINANODE无缝集成至现有的生产工艺中，让硅纳米线与商用石墨粉末融合，将电池阳极的能量密度提高了两倍，但是将每kWh的成本降低了一半。能量密度更高可以让电池的续航更长，而纳米线能够缩短充电时间，让OEM设计和生产出满足了人们对搭载更好电池的电动汽车的需求。

OneD Battery Sciences的logo（图片来源：OneD Battery Sciences）

在过去三年中，美国、欧洲和亚洲的石墨供应商、电池制造商和电动汽车制造商已经对SINANODE进行了测试，将该技术应用于电动汽车电池阳极中的电动汽车级石墨中，发现了以下好处： 4 续航和电池寿命都得到增长——SINANODE成功将硅纳米线融合至多个供应商的商用石墨粉末中，将阳极的比容量提高了2倍（容量大于1000

mAh/g，单位重量所能存储的能量）。然后，该款SINANODE阳极材料与石墨相混合，达到了较高的初始库伦效率（大于92%，放电容量与充电容量之百分比），在1000次以上的充放电循环中的阳极比容量高于目前所有的先进量产电池。

成本降低——SINANODE在多个供应商提供的商用生产化学气相沉积（CVD）设备的基础上研发而来，只是用了大量的硅烷和氮气，成本极其具有吸引力。与目前最具竞争力的电动汽车电池阳极相比，成本降低了近50%（以每kWh的成本计算），从而可以减少将SINANODE扩展应用于更多电动汽车所需的投资成本和时间。

无缝集成且性能提升——SINANODE提供了一个完全具有差异性的全球专利技术，可以供多个大洲的多个现有供应商使用，以利用现有供应商的巨额投资以及领先参与者在快速发展的电动汽车行业内已经建立的供应链战略。与其替代现有供应商，不如采用可扩展技术添加SINANODE以取代当前硅添加剂处理过程中的低效步骤，从而提高性能并且降低电动汽车所用材料和电池的成本。

为了部署SINANODE，该公司还宣布了试点项目，为电动汽车OEM提供专用工厂以部署SINANODE，为高性能锂离子电池愿景和2024电动汽车生产周期目标打造差异化纳米硅配置。SINANODE的技术成果、专利组合和商业模式能够让电动汽车制造商在锂离子电池中大幅增加使用纳米硅，满足近期内消费者对续航里程更长、充电速度更快、价格更便宜的电动汽车的需求。

此外，资深能源行业高管Fabrice Hudry也加入了OneD Battery

Sciences公司，担任首席商务官一职，在该公司开始部署试点生产设施和 5 合作时，负责监管SINANODE的生产。此前，Hudry曾在三星SDI供职七年，担任能源解决方案副总裁一职。他负责在美国从头开始为三星SDI打造能源存储解决方案（ESS），让SDI公司成为排名第一的锂离子电池生产商，顶级可再生能源公司以及领先汽车电动汽车制造商的合作伙伴。

新型纳米硅锂电池问世！整车续航里程翻倍 公交车8分钟充电超60%

“十三五”期间，中国新能源(600617 ,诊股)汽车的产销快速增长，连续五年位居全球第一，预计到今年年底新能源汽车的保有量将突破500万辆。同时，中国在新能源电池的核心技术方面也不断传来好消息，80岁的中国锂电池第一人陈立泉带着他的团队研发出了新型的电池材料。

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。1996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2017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。

天目先导电池材料科技有限公司总经理罗飞

硅在自然界中广泛存在，储量丰富，砂子的主要成分就是二氧化硅。但是要把金属硅做成硅负极材料，就要进行特殊的加工处理。在实验室里，完成这样的加工处理并不是难事，但是要做成吨级的硅负极材料，这就需要大量的技术攻关和试验。

6 中科院物理所从1996年就开始研究纳米硅，2012年开始做硅负极材料生产线，直到2017年才做出第一条生产线，而且不停地调整修正。经历过几千次的失败才批量生产出了硅负极材料。目前，溧阳这家工厂年产锂离子电池硅负极材料可以达到2000吨。

如果说硅负极材料是未来提高锂电池能量密度的一个很好的选择，那么固态电池技术则是解决目前锂电池安全性、循环寿命等问题的一种公认的有效解决方案。当前很多国家都在积极布局固态电池的研制，中国在固态锂电池技术方面的研发也在与国际同步。

在溧阳的这家工厂里，采用了李泓教授带领团队研发的固态锂电池的无人机，续航里程比同样规格的无人机，增加了20%。奥秘都在这个黑褐色的材料上，它们就是中科院物理研究所研制的固态化正极材料。

2018年，这里已经完成了300Wh/kg固态动力电池系统的设计开发，在车辆上搭载后，可以使整车续航里程增加一倍。2019年，中科院在江苏溧阳建立了固态电池中试生产线，今年5月，已经陆续有产品开始在消费电子类产品中使用。

不过，李泓告诉记者，这还不是完全意义上的全固态电池，而是在液态锂电池技术上不断优化的类固态电池，要想让汽车续航里程更远、手机待机时间更长、无人机飞得更高更远，就要研发更安全、更大容量的全固态电池。

新型电池层出不穷 “电动中国”正在建设

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%。 7 梁工告诉记者，城市公交车线路固定、一个来回的公里数不会超过100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。

在这家公司的电池研究院，有一块从2014年就开始进行充放电循环试验的钛酸锂电池，如今六年时间，充放电已超过3万次。

在另外一间实验室，技术人员给记者演示了钛酸锂电池跌落、针刺、切割试验，特别是钢针刺穿进电池之后，没有发生燃烧、冒烟等现象，而且电池还能正常使用，同样钛酸锂电池具有宽域的环境温度。

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。

在储能电池研发和产业化方面，中科院物理研究所研发的钠离子电池已经开启了商业化之路。相同的储电量，钠离子电池相比铅酸电池，不仅体积小，而且重量大大减轻，同样体积钠离子电池的重量不到铅酸电池的30%。在一款低速电动观光车上，同样的空间，储存的电量增加了60%。

2011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。