一文解讀動力電池技術現狀及未來趨勢

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電池從本質上來看，就是一種能夠將儲存的化學能轉化為電能的設備，電池就是一個小型的化學反應器，通過反應產生高能電子，用以注入外部設備之中；如單純從化學電源角度來看，電池可分為原電池、蓄電池、儲備電池和燃料電池；如延伸到物理電源，電池可拓展出太陽能電池、溫差電池等電池種類，那麼你對電池技術歷史知多少？電池技術未來走向哪裡？電動汽車電池技術現狀及未來趨勢如何？下面展開深入分析：

1、電池技術萌芽階段

電池技術是一項偉大的發明，有著精彩而悠久的歷史，最早的原始電池可以追溯到公元前250年，美索不達亞文明首次出現的巴格達電池，電池英文「Battery」首次出現在1749年，它由美國發明家本傑明*富蘭克林首次使用，當時他使用了一組串聯的電容器來進行電學實驗。

1786年，義大利解剖學家伽伐尼在做青蛙解剖時，發現生物電，並公佈於學術界，1800年，伏打受到伽伐尼青蛙實驗的啟發，用銅、錫、食鹽水為材料成功地製造了伏打電池，1836年，英國的丹尼爾對「伏特電堆」進行了改良。他使用稀硫酸作電解液，解決了電池極化問題，製造出第一個不極化，能保持平衡電流的鋅─銅電池，又稱「丹尼爾電池」。

1860年，法國的普朗泰發明出用鉛做電極的電池，也是蓄電池的前身；與此同時，法國的雷克蘭士發明了碳鋅電池，讓電池技術走向了乾電池領域，由此迎來了電池技術的商用階段。

2、電池技術商用階段

電池技術商用始於乾電池，它由英國人赫勒森在1887年發明，並於1896年在美國批量生產，與此同時，Thomas Edison在1890年發明可充電的鐵鎳電池，也於1910年實現商業化量產。

至此以後，得力於商業化驅動，電池技術迎來了突飛猛進的時代，Thomas Edison在1914年發明鹼性電池，Schlecht and Akermann 在1934年發明鎳鎘電池燒結極板，Neumann在1947年開發出密封鎳鎘電池， Lew Urry (Energizer)在1949年 開發出小型鹼性電池，由此迎來鹼性電池時代。

進入1970年代以後，電池技術受能源危機的影響，逐步往物理電源方向發展，除了1954年就出現了的太陽能電池技術持續進步外，鋰電池和鎳氫電池也逐步被發明和商業應用，如在1987年實現鋰電池的商業化生產，1995年鎳氫電池商業化生產初具規模。

3、電池技術未來趨勢？

進入21世紀以後，許多國家都開始制定中長期的太陽能開發計劃，如美國的國家光伏計劃、日本的陽光計劃以及的西部省區無電鄉通電計劃，太陽能應用技術會從單晶硅和高級器件、薄膜光伏技術、PVMaT、光伏組件以及系統性能和工程、光伏應用和市場開發等5個領域逐步深入。

為此，太陽能電池技術也取得了長足的進步，其一體現在硅太陽能電池的進步，它分為單晶硅太陽能電池、多晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅薄膜太陽能電池三種，當前單晶硅太陽能技最為成熟，但是由於單晶硅成本價格高，會逐步被多晶硅薄膜太陽能電池取代，不過最有前途的還是非晶硅薄膜太陽能電池；其二，納米晶太陽能電池正逐步走入人們的視野，它以極低的製作成本和簡單的工藝，卻能收穫穩定的性能，其製作成本僅為硅太陽電池的1/5～1/10.壽命能達到20年以上。

4、電動汽車電池未來如何？

從以上電池技術發展歷史來看，電池技術正在往新材料和清潔能源的方向發展，也取得重大的突破，但是在商業應用上卻很少，其主要原因在於不能兌現低成本和多容量的承諾；

因此，當前電動汽車用蓄電池研究仍集中在鋰電池，其次為鉛酸電池、鎳氫電池和鈉電池，日本和美國在電動汽車用蓄電池及其管理系統專利申請數量居全球前兩位。

尤其是特斯拉和松下的密切合作，並沒有刻意改變電池的材料，即採用的依舊是鋰電池，僅僅通過提升效率和改進生產，就能根據汽車需求進行電池優化，這說明製造業與工程技術密切結合，是促進電池技術商業化應用一條可用途徑。

但是鋰電池的進步空間有限，鋰電池生產費用高昂，鋰電池的使用以及回收會帶來一定環境污染，再加上鋰礦在全球分佈不均，如電動汽車都採用鋰電池，依舊會出現受制於產鋰國的情況，這與燃油車現狀如出一轍。

因此，未來電動汽車用蓄電池還是需要往新材料和清潔能源方向發展，如太陽能、風能、水能、硅材料、納米晶等，才是一勞永逸解決電池高成本、環境污染和能源危機的最佳途徑。

總結

電池技術有著悠久的歷史，從最初的萌芽，到逐步商業應用，正走在新材料和新能源發展道路上，但是電池新技術的商業應用卻是一個難題，體現在無法兌現低成本和高容量電池製作上，因此當前電動汽車用蓄電池仍舊集中在鋰電池，但是鋰電池技術進步空間有限，未來電動汽車用蓄電池還是需要往新材料和清潔能源方向發展。

來源 | 貓視汽車

編輯 | 旺材小編，轉載請註明出處

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