明天的电池:深入潜入电池技术的未来

2021年4月


电池的未来将会怎样?我们过去使用的电池技术有哪些?随着我们向前发展,新的电池技术存在哪些可能性?


当我们试图回答这些问题时,我们必须认识到,随着技术的进步,我们设备的显示器、内存和处理器将需要更大的功率。由于电力需求的增加,不仅需要考虑改进现有的电池技术,还需要开发新的方法,如柔性电池或印刷有机材料。


为了让我们进一步回答这些问题,有必要探索我们目前可以使用的各种类型的电池。其中包括传统的原电池设计、锂离子电池、燃料电池和金属氧化物绿色技术。为了更准确地回答我们关于未来电池技术的问题,考虑电池和可能需要它们的设备的不同应用也是很重要的。


了解电池的工作原理是了解随着技术进步我们如何改进它们的一个好方法。通过学习当前的电池技术以及如何改进它,我们将了解更多未来可能的电池技术。最常见的电池类型是原电池,这些是一次性的,不能充电。


原电池已使用多年,并已能够满足许多设备的电力需求,如手表和手电筒。原电池的一些缺点是它们不能充电,它们需要厚壁的重型设计,而且它们需要经常更换。然而,这些缺点与传统一次电池的优点相比,包括成本低、体积小、能量密度大、电压高、施工方法简单。


最初的电池设计很简单,因为它们只使用一种化学反应;这使得它们非常具有成本效益,但也限制了它们提供高电流的能力。由于其简单性,传统的主电池需要厚壁来承受放电过程中产生的高电压,而且通常是不可充电的。由于它们的大小,它们在应用程序中也占据了很大的空间,比如适合于钥匙链的设备或水净化设备。虽然原电池多年来一直是一个很好的设计选择,但新的电池技术正在出现,它们不仅更高效,而且更紧凑。除了这些好处之外,还有一些研究领域可以进一步改进原电池的设计。


当我们继续研究各种类型的电池可以使用时,我们必须研究每种类型的电池的应用以及可能需要它们的设备。关于电池技术的未来有很多研究,而且很明显,在不远的将来,它们的使用将会受到很少的限制。设计更好的锂离子电池已经成为人们关注的焦点,但让我们看看其他的选择。


锂电池承诺是一种革命性的技术。它们可以存储大约四倍的能量作为锂离子电池的重量,但估计理论最小估计在每体积的能量约20倍时甚至更高。然而,在提高他们的性能方面,电池的成本在现在过于昂贵,以与太阳能电池等其他节能电源竞争竞争。


研究人员还将注意力转向称为超级电容器的先进电池,这些电池可以非常快速地充电和放电,但由于其小容量而受到缓慢的充电时间,并且需要频繁的更换循环。

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