第四百五十四章 锂硫电池和质子电池

第四百五十四章 锂硫电池和质子电池 (第1/2页)

“电池技术，电池技术啊。”
　　
　　定光研究所中，林晓正在一个化学实验室中，一身白大褂的他，手中正在摇晃着一根试管，口中也正在念道着。
　　
　　显然，在第一次面对电池这个技术的时候，他也和之前第一次面对核聚变技术的时候感受到了困惑。
　　
　　当然，这也是预料之中的事情。
　　
　　自从锂离子电池诞生之后，人类对于电池技术就仿佛陷入到了桎梏之中，寸步难进。
　　
　　这个桎梏，主要指的就是在电池能量密度上的桎梏。
　　
　　能量密度是评价一个电池好坏的重要标准之一，比如磷酸铁锂电池的能量密度一般为160瓦时每千克，也就是参与反应的电极单位质量中，蕴含着160瓦时的电能。
　　
　　而160瓦时，也就相当于0.16度的电。
　　
　　显然，这个能量值是比较小的。
　　
　　当然，随着技术的进步，在这个2026年，现在最强的锂离子电池已经能够做到400瓦时每千克的能量密度了，不过仅管如此，还是有些不达预期。
　　
　　因为能够做到如此高能量密度的电池，在成本上都比较昂贵，所以像比亚迪这样车企，也仍然在用不到200瓦时每千克的磷酸铁锂电池，当然，由于其使用上了刀片电池这种特殊的结构，从而使得其在单位体积上的能量密度要比较高。
　　
　　不过，不管如何，不论是最高已经达到400瓦时每千克的电池，还是说通过更换结构来提升单位体积下能量密度的刀片电池，这些在本质上，都仍然不能离开锂离子电池的离子方程式。
　　
　　而这也是没有办法的事情，想要实现这种本质上的“飞升”，需要的是无数个实验中的试错，以及一些巧到如同造物主直接把饭喂到嘴里面一样的巧合，才能实现这种电池技术的飞升。
　　
　　当然，还有一点最关键的是，在那个年代，电池的研究刚刚进入到起步的状态之中，还没有进入到瓶颈状态，而现在就不一样了，电池的发展已经来到了这个瓶颈。
　　
　　科学家们对于下一代电池的发展自然也都有着一定的想法，只不过这之间的难度跨越，已经远超以往，所以自然也就出现不了如镍氢电池到锂离子电池之间只相隔十五年的发展过程了。
　　
　　就比如被炒的沸沸扬扬的石墨烯电池。
　　
　　曾经的石墨烯电池就是以一句“充电十分钟，能跑一千公里”的传播语给宣传开来的。
　　
　　只不过这个东西看起来十分的美好，最后就被一位院士以“如果某一位说，这辆车既能跑1000公里，又能几分钟充满电，而且还特别安全，成本还非常低。那么大家不用相信，因为这是不可能的”这句话给浇灭了热火。
　　
　　虽然说石墨烯电池这个方向仍然不失为一个可以研究的方向，但是人们对其的看法，也远没有当初的那么火热了，甚至还有很多人一想到石墨烯电池，就会以骗局来形容它。
　　
　　“所以，下一代的电池，是全固态电池吗？”
　　
　　林晓这时候默默念了一句，而后便将试管中的溶液放到了一个固定架上，随后在里面插入一根锌棒和一根铜棒，便安静地看起了里面的反应。
　　
　　只见铜棒的周围不断有气泡浮现出来，这便说明反应已经开始了，林晓也瞥了一眼旁边连接的电流表，上面的示数已经发生了变化，总之，反正不是0就对了，这也说明在导线中已经产生了电流。
　　
　　这就是一个十分简单的铜锌原电池，原理十分简单，高中上过化学的，大概也会见到老师亲手展示过反应的过程。
　　
　　而试管中装的溶液就是电解质溶液，稀硫酸。
　　
　　看着这个反应，林晓的心神，又飘到了另外一边。
　　
　　“全固态电池……”
　　
　　全固态电池，顾名思义，就是全都是固体的电池，包括电解质。
　　
　　众所周知，电池，或者说是原电池，是需要溶液的，也就是电解池溶液。
　　
　　这也是为什么电池坏了后可能会漏液，就是因为可能是电池的外壳发生了损坏，然后就导致内部的电解池发生泄露。
　　
　　这类溶液的泄露会导致电池产生较大的危险，比如这类溶液可能会对人体皮肤造成危险，或者是其他的什么问题，而最关键的，还是内部的一些不能接触空气的东西暴露出来。
　　
　　比如众所周知的三星爆炸手机事件，就是因为其内部电池结构没有设计好，导致其极易发生损坏，于是乎内部的锂合金金属氧化物和空气接触后，便就直接炸了。
　　
　　此外，除了爆炸之外，锂离子电池内部的正负极隔膜损坏后，也会导致正负极直接接触从而发生短路，温度急剧升高之后导致电解质溶液过热产生自燃，这也会带来危险。
　　
　　所以，电解质溶液也就成为了其中危险的主要来源。
　　
　　而这个时候，如果能够把电解质溶液更换为固体电解质的话，那么这些问题就能够迎刃而解了，因为这个时候即便其外部发生了破损，固体电解质显然也不可能会像是液体电解质那样发生泄露，然后导致空气钻进内部并与锂发生反应，即使隔膜损坏发生短路，固体电解质也很难因为过热而发生自燃。
　　
　　“不过，这个固体电解质，该是什么样子的呢？”
　　
　　这时候，林晓捏住了下巴，思索了起来。
　　
　　此时此刻，他的大脑也就像是一台顶级的超级计算机，开始飞速的运转了起来。
　　
　　直到片刻后，他从旁边找了一张纸过来，然后在上面写下了【固体】两个字，随后又将这个固体给划掉，写上了【胶体】两个字。
　　
　　“嗯，就是胶体。”
　　
　　林晓微微颔首。
　　
　　胶体在严格意义上来说既不属于固体也不属于液体，就像是果冻，显然果冻并不是液体，也不符合固体的严格定义，同时果冻是透明的，可以发生丁达尔效应，所以它是胶体。
　　
　　而现在林晓的灵感给予了他一种直觉，那就是这个所谓的固体电解质，可以做成胶体。
　　
　　“唔……那么，现在就需要尝试着去设计一种带有锂离子的胶体了。”
　　
　　固体电解质，就当前来说最完美的适配对象就是锂电池了。
　　
　　因为固体锂电池在极限能量密度下，有着能够让全世界所有科学家都感到惊叹的储能效果，比如锂电的终极形式——锂空气电池，或者严格来说，应该是锂氧电池。
　　
　　锂氧电池有着十分优秀的能量密度，几乎是十倍甚至二十倍于当前的电池。
　　
　　而锂氧电池也同样需要固态电解质，作为媒介。
　　
　　当然，关于锂氧电池还有更加关键的技术，就现在来说，林晓对于这个锂电池的终极形态是保持着放弃态度的。
　　
　　不过，除了这个终极形态之外，还有一个超级形态，就是锂硫电池。
　　
　　锂硫电池同样有着极为优秀的能量密度，大概为锂氧电池的一半左右。
　　
　　而对于锂硫电池来说，固体电解质，就是其所面临的最主要技术难关，只要解决了固体电解质上面的问题，其他的技术难题，都可以很轻松的得到解决。
　　
　　

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